Mikrofilamenti se nahajajo v celicah in so drobne niti, sestavljene iz beljakovine, imenovane aktin. Včasih jih imenujemo aktinski filamenti ali tanki filamenti in pomagajo podpirati strukturo celice ali citoskeleta. Poleg tega mikrofilamenti sodelujejo pri spreminjanju oblike celice, gibanju in delitvi celic. V notranjosti mišice so mikrofilamenti razporejeni skupaj z debelimi filamenti iz miozinskega proteina in skupaj omogočajo krčenje mišic.
Evkariontske celice, ki jih najdemo v živalih in rastlinah, običajno vsebujejo mikrofilamente. Vsebujejo jih snov, ki polni celico, znana kot citoplazma. Vsak mikrofilament je sestavljen iz številnih drobnih molekul proteina, imenovanega aktin, ki se proizvaja v celici. Posamezne molekule aktina so zaokrožene in so povezane v dolge verige. Dve dolgi verigi se zasukata druga okoli druge, da tvorita podolgovato spiralo, znano kot vijačnica, in to ustvari en mikrofilament s premerom približno pet nanometrov.
V celici so mikrofilamenti običajno zbrani po obodu, tik pod zunanjo površino. Tukaj lahko uravnavajo obliko celice in se odzivajo na spremembe v okoliškem okolju. Tanke filamente igrajo vlogo pri oblikovanju drobnih izboklin s površine celice, znanih kot mikrovili. Prav tako lahko tvorijo večjo izboklino, ki omogoča celici, da se premika po površini na amebi podoben način. Mikrofilamenti sodelujejo tudi pri širjenju površin nekaterih imunskih celic, da zajamejo neželene snovi.
V notranjosti mišice se aktinski filamenti združujejo z miozinskimi na način, ki daje mišicam njihovo moč in sposobnost krčenja. Miozinski filamenti so povezani skupaj, da tvorijo tako imenovane debele filamente s premerom približno 15 nanometrov. Skladi debelih filamentov in nizi tankih filamentov so razporejeni izmenično po dolžini mišičnega vlakna, pri čemer se njihovi konci rahlo prekrivajo drug drugega. Med krčenjem mišic se tvorijo in pretrgajo povezave med tankimi in debelimi filamenti, kar povzroči, da filamenti drsijo ena mimo druge v gibanju, podobnem zaskoki.
Ker se evkariontske celice pri živalih zanašajo na normalno delovanje mikrofilamentov, nekatere glive in rastline proizvajajo strupe, da jih ciljajo, kot zaščito pred zaužitjem. Številni toksini v takih strupih delujejo tako, da se vežejo na molekule aktina, kar moti proizvodnjo in obnašanje mikrofilamentov. En primer je strup faloidin, ki ga najdemo v šampinjonih, in domnevajo, da lahko uživanje velikih količin surovega mesa pomaga preprečiti učinek tega toksina, saj zagotavlja veliko dodatnega aktina, na katerega se faloidin veže.