用于診斷心肌和骨骼肌損傷，確定損傷程度。
因為Mb是個較小分子的球蛋白，心肌或骨骼肌損傷時Mb可以從肌肉組織漏到循環血中去，而且能通過腎小球濾過，出現在尿中。因此血清和尿中Mb測定可用于某些肌病和心臟病的診斷，如急性肌損傷、急慢性腎衰竭、嚴重的充血性心力衰竭、長時間休克，神經肌肉病如肌營養不良、肌萎縮、皮肌炎，及各種原因引起的肌病。血清Mb在心梗早期明顯升高，它比血清肌酸激酶同工酶升高的靈敏度還要高。但由于心肌和骨骼肌Mb的免疫學性質相同，目前還不能區分血清中心肌來源Mb和骨骼肌來源的Mb。如果排除了骨骼肌疾病后，血清和尿Mb測定可作為心肌梗死的早期診斷指標。人血清Mb的參考范圍在16~87ng/m，其含量因性別、年齡、種族而有變化。通常男性高于女性，黑人男性明顯高于白人男性，而女性不存在這種種族差異。除黑人外其他種族高年齡者Mb都較高。
肌紅蛋白廣泛分布于心肌和骨骼肌中，正常人的血中含量很低，當心肌和骨骼肌損傷時，血中Mb明顯增高，因此Mb測定有利于急性心肌梗死的診斷。同時，要把握異常結果的分析，心肌梗死發病后4~12h內，血清中肌紅蛋白含量可達高峰，48h恢復正常，是診斷心肌梗死的早期指標。但有骨骼肌疾病、休克、手術創傷、腎功能衰竭患者血清肌紅蛋白也可升高，注意鑒別；假性肥大型肌病，急性皮肌炎，多發性肌炎等患者血液中肌紅蛋白與肌酸磷酸激酶呈平行性升高。 [6]
心臟疾患中，血清或尿中肌紅蛋白的升高是心肌受損的可靠指標。心絞痛、急性冠狀動脈供血不足和陳舊性心肌梗死患者，如果無急性心肌梗死者肌紅蛋白均屬正常急性心包炎、非心肌梗死所致的心力衰竭和心律不齊患者血清肌紅蛋白亦屬正常范圍。