تتكون العضلة الهيكلية من نسيج من حزم متوازية من خلايا عضلية أسطوانية، تعرف باسم الألياف العضلية muscle fibers تحاط بغلاف من نسيج ضام. يلتقي النسيج الضام للحزم المختلفة عند طرفي العضلة، ليتحد مع الوتر الذي يربط العضلة بالعظم. وتحتوي الخلية العضلية الواحدة على العديد من النوى، كما تحتوي على حزمة من اللييفات العضلية myofibrils ، تحاط جميعها بغشاء بلازمي واحد. ويتخلل حزمة اللييفات شبكة إندوبلازمية ملساء متسعة، تخزن أيونات الكالسيوم الضرورية لعملية الانقباض. ودراسة التركيب الدقيق لليفات، تظهر وجود نوعين أساسين من الخيوط البروتينية داخلها: خيوط رفيعة من بروتين أكتين actin ، وخيوط سميكة من بروتين ميوسين myosin ، مما يعطيها مظهرا مخططا تخطيطا عرضيا عند مشاهدتها باستخدام المجهر. وتسمى كل وحدة مخططة قطعة عضلية sarcomere، يحدّها من كل جانب ما يعرف باسم خط Z.
