Miofibrilele sunt asezate in fascicule paralele, avand la microscopul electronic aspectul unei structuri tigrate printr-o alternanta de zone clare si intunecate.
Fiecare miofibrila este alcatuita din mii de sarcomeri - unitati contractile asezate cap la cap. Sarcomerul are o lungime de 2-3 microni si este alcatuit din 2 tipuri de filamente proteice contractile, miofilamente de actina si miozina care se intrepatrund. Atunci cand un impuls nervos "da comanda" unei contractii musculare, filamentele subtiri de actina vor aluneca peste filamentele groase de miozina catre centrul sarcomerului si se vor cupla temporar intre ele. Contractia unui muschi rezulta din succesiunea mai multor sute sau mii de asemenea cuplari intre actina si miozina.
Fiecare filament de miozina este inconjurat de 6 filamente de actina si este legat de acestea prin niste mici punti transversale. Cand un impuls nervos ajuge la nivelul unitatilor motorii, el va stimula intreaga fibra, producand modificari chimice care permit filamentelor de actina sa se uneasca cu puntile filamentelor de miozina. Fiecare molecula de miozina din filamentul gros este formata din doua formatiuni - cozi alungite infasurate una in jurul celeilalte. La partea terminala a cozii se gaseste capul, cu care filamentul de miozina se prinde de cel de actina si "trage". Acest cap, are o asezare oblica fata de filamentul de actina. Actiunea celor doua filamente contractile ale fibrei musculare rezulta intr-o alunecare a acestora una pe langa cealalta, ceea ce faciliteaza suprapunerea partiala a filamentelor de actina si miozina. Aceasta miscare de translatie scurteaza (contracta) muschiul, producand forta.