粗肌絲結構體是有200~300個肌凝蛋白分子有規則地排列組成。每個肌凝蛋白分子呈長桿狀，朝向M線聚合成束，形成粗肌絲的主幹。肌凝蛋白分子的另一端具有球形膨大部，有規則地裸露於主幹表面，並與主幹方向垂直，稱為橫橋。橫橋以兩兩相對的形式非常規則地排列於粗肌絲表面，在有鈣離子時可以與細肌絲上特定的位點結合。
細肌絲結構體由三種蛋白質構成，即肌纖蛋白、原肌凝蛋白和肌鈣蛋白。其主幹由球狀的肌纖蛋白單體聚合為雙螺旋結構而成。原肌凝蛋白也呈雙螺旋結構，與肌纖蛋白雙螺旋並行，在安靜狀態下其空間位置恰好位於肌纖蛋白和橫橋之間，從而阻礙二者的結合。
