Cunoscute anterior sub numele de sarcostiluri, miofibrilele sunt tuburi lungi de citoschelet care parcurg lungimea fibrelor musculare striate. La fel ca toate citoscheletele, miofibrilele funcționează în sprijinul celular, mișcarea și transportul intracelular. Pentru a facilita acest scop, ele sunt formate din lanțuri lungi de unități regulate, care se repetă, cunoscute sub numele de sarcomere. Aceste unități găzduiesc aparatul contractil al celulei. Două microfilamente, compuse în principal din actină și miozină, interacționează în sarcomere pentru a produce contracția celulară – permițând mișcarea celulei, a mușchilor și a întregului organism.
Cele două microfilamente care alcătuiesc miofibrila sunt, în general, denumite filamente groase și subțiri. Filamentele groase sunt compuse în principal din proteină miozină și se află în apropierea centrului sarcomerului. Filamentele subțiri sunt formate din trei proteine, în special actina, și se așează la marginile exterioare ale sarcomerului. Granița dintre sarcomere este cunoscută sub numele de linia Z, o bandă întunecată de material care acționează ca bază pentru filamentele subțiri.
Celulele musculare în sine sunt analoge cu alte celule în mai multe moduri, cu toate acestea, mărimea lor crescută și gradul înalt de specializare are ca rezultat ca multe dintre atributele lor să primească nume care sunt specifice celulelor musculare. Aceasta implică, de obicei, utilizarea prefixului „sarco-.” Prin urmare, citoplasma unei celule musculare devine sarcoplasma; reticulul endoplasmatic este cunoscut sub numele de reticul sarcoplasmatic; iar membrana celulară este adesea numită sarcolemă.
Miofibrilele se află în sarcoplasmă și ocupă de obicei cea mai mare parte a spațiului din interiorul celulei musculare. Paralel cu miofibrilele sunt pliuri de sarcolemă cunoscute sub denumirea de tubuli transversali sau tubuli T. Aceste canale interne oferă în primul rând o cale pentru neuroni. Urmând aceleași căi ca și alte structuri din interiorul celulei, un organel specializat, cunoscut sub numele de reticul sarcoplasmatic, trece de-a lungul tubilor T. Reticulul sarcoplasmatic acționează ca un sistem de stocare pentru ionii de calciu.
Când un tub T transportă un semnal electric, cunoscut sub numele de potențial de acțiune, în fibra musculară, reticulul sarcoplasmatic răspunde prin eliberarea de ioni de calciu în sarcoplasmă. Odată ce se deplasează liber prin sarcoplasmă, ionii de calciu sunt capabili să se lege de structurile specializate ale proteinelor actină și miozină din miofibrile. Făcând acest lucru, ei trage filamentele subțiri spre centrul sarcomerului, scurtând efectiv întreaga unitate. Acest proces este cunoscut sub numele de modelul filamentului de alunecare al contracției musculare.