Hemoglobin som har gjennomgått oksidasjon av jernet er kjent som methemoglobin. Methemoglobin er en form for hemoglobin der jernatomet har blitt oksidert fra jernholdig (Fe2+) tilstand til jernholdig (Fe3+) tilstand. Denne oksidasjonen kan oppstå på grunn av eksponering for visse kjemikalier, medisiner eller giftstoffer, eller det kan være et resultat av visse genetiske forhold. Methemoglobin kan ikke binde seg til oksygen og kan derfor ikke transportere det til kroppsvev, noe som kan føre til en tilstand som kalles methemoglobinemi.
