肌纤维又分为许多相互连续的节段，称肌小节。肌小节与肌小节的分界是横向的Z线，两个相邻的Z线之间是一个肌小节。肌小节是肌肉实现收缩和舒张的最基本的功能单位。肌小节又由平行排列的粗肌丝和细肌丝组成，肌丝及其支持结构是肌纤维的结构基础。粗肌丝由肌球蛋白分子组成，细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。肌动蛋白上，有能与横桥做可逆结合的位点，直接与肌球蛋白一道实现肌丝的滑行。故肌动蛋白与肌球蛋白一同被称为收缩蛋白。另外两种蛋白质不直接参与肌丝的滑行，而对肌丝的滑行起控制作用。根据收缩速度，可将肌纤维划分为快肌纤维和慢肌纤维，两类肌纤维在形态、生理和代谢方面各有特点。
