Метгемоглобин (от греческого μετά — «перемена», от греческого αἷμα — «кровь» и латинского globus — «шар») — соединение гемоглобина с кислородом, отличающееся от оксигемоглобина тем, что железо находится в нём не в двухвалентном, а в трёхвалентном состоянии и кислород присоединён к гему в составе гидроксильной группы OH.

Метгемоглобин стойкое соединение, поэтому гемоглобин не способен присоединять и отщеплять кислород, что ведёт к развитию кислородного голодания.

Метгемоглобин образуется при отравлении бертоллетовой солью, нитритами, анилином и другими ядами.

Метгемоглобин имеет коричневый цвет, поэтому кровь, внутренние органы и трупные пятна приобретают коричневый оттенок.

Наличие метгемоглобина в крови определяют при помощи спектрального анализа. Метгемоглобин имеет четыре полосы поглощения в видимой части спектра: одна в красной части (640–625 нм), две слабые полосы в виде теней в жёлто-зелёной части спектра (576–540 нм), одна полоса в синей части спектра (518–486 нм).

В норме содержание метгемоглобина в крови ~ 1%.