Τα μικρονημάτια βρίσκονται μέσα στα κύτταρα και είναι μικροσκοπικά σκέλη από πρωτεΐνη που ονομάζεται ακτίνη. Μερικές φορές αναφέρονται ως νήματα ακτίνης ή λεπτά νήματα και βοηθούν στη στήριξη της δομής του κυττάρου ή του κυτταροσκελετού. Επιπλέον, τα μικρονημάτια εμπλέκονται στην αλλαγή του σχήματος του κυττάρου, της κυτταρικής κίνησης και της διαίρεσης. Μέσα στους μυς, τα μικρονημάτια είναι διατεταγμένα μαζί με παχιά νημάτια από πρωτεΐνη μυοσίνης και μαζί επιτρέπουν την εμφάνιση μυϊκής συστολής.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα, που βρίσκονται σε ζώα και φυτά, περιέχουν γενικά μικρονημάτια. Περιλαμβάνονται μέσα στην ουσία που γεμίζει το κύτταρο, γνωστή ως κυτταρόπλασμα. Κάθε μικροΐνα αποτελείται από πολλά μικροσκοπικά μόρια μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται ακτίνη, η οποία παράγεται μέσα στο κύτταρο. Τα μεμονωμένα μόρια ακτίνης στρογγυλοποιούνται και συνδέονται μεταξύ τους σε μακριές αλυσίδες. Δύο μακριές αλυσίδες στρίβουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια επιμήκη σπείρα γνωστή ως έλικα, και αυτό δημιουργεί ένα μικρονημάτιο με διάμετρο περίπου πέντε νανόμετρα.
Στο κελί, συνήθως βρίσκονται μικρονημάτια συγκεντρωμένα γύρω από την περιφέρεια, ακριβώς κάτω από την εξωτερική επιφάνεια. Εδώ μπορούν να ρυθμίσουν το σχήμα του κυττάρου, ανταποκρινόμενο στις αλλαγές στο περιβάλλον περιβάλλον. Τα λεπτά νήματα διαδραματίζουν ρόλο στο σχηματισμό μικροσκοπικών προεξοχών από την κυτταρική επιφάνεια, γνωστές ως μικροί. Μπορούν επίσης να σχηματίσουν μια μεγαλύτερη προεξοχή, επιτρέποντας σε ένα κύτταρο να κινείται με τρόπο που μοιάζει με αμοιβάδα σε μια επιφάνεια. Τα μικρονημάτια εμπλέκονται επίσης στην επέκταση των επιφανειών ορισμένων κυττάρων του ανοσοποιητικού ώστε να καταπιούν ανεπιθύμητες ουσίες.
Μέσα στους μυς, τα νήματα ακτίνης συνδυάζονται με τα νημάτια μυοσίνης με τρόπο που δίνει στους μυς τη δύναμη και την ικανότητά τους να συστέλλονται. Τα νήματα μυοσίνης συνδυάζονται για να σχηματίσουν αυτό που ονομάζεται παχύ νήμα, με διάμετρο περίπου 15 νανόμετρα. Στοίβες από χοντρά νήματα και στοίβες από λεπτά νήματα είναι διατεταγμένα εναλλάξ κατά μήκος του μήκους μιας μυϊκής ίνας, με τα άκρα τους να επικαλύπτονται ελαφρώς μεταξύ τους. Κατά τη σύσπαση των μυών, οι σύνδεσμοι μεταξύ των λεπτών και παχιών νημάτων δημιουργούνται και σπάνε, με αποτέλεσμα τα νήματα να γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο σε μια κίνηση που μοιάζει με καστάνια.
Καθώς τα ευκαρυωτικά κύτταρα στα ζώα βασίζονται σε μικρονημάτια για να λειτουργήσουν κανονικά, ορισμένοι μύκητες και φυτά παράγουν δηλητήρια για να τα στοχεύσουν, ως προστασία ενάντια στο φαγητό. Πολλές από τις τοξίνες σε τέτοια δηλητήρια λειτουργούν συνδέοντας με μόρια ακτίνης, παρεμποδίζοντας την παραγωγή και τη συμπεριφορά των μικρονημάτων. Ένα παράδειγμα είναι το δηλητήριο φαλλοειδίνης, που βρίσκεται στα μανιτάρια του καπακιού θανάτου και έχει προταθεί ότι η κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων ωμού κρέατος μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της επίδρασης αυτής της τοξίνης, παρέχοντας πολλές επιπλέον ακτίνη για να συνδεθεί η φαλλοειδίνη.