Prej znani kot sarkostili, so miofibrile dolge, povezane cevi citoskeleta, ki potekajo po dolžini progastih mišičnih vlaken. Tako kot vsi citoskeleti tudi miofibrili delujejo pri celični podpori, gibanju in znotrajceličnem transportu. Da bi olajšali ta namen, so sestavljeni iz dolgih verig pravilnih, ponavljajočih se enot, znanih kot sarkomeri. V teh enotah se nahaja kontraktilni aparat celice. Dva mikrofilamenta, sestavljena predvsem iz aktina in miozina, sodelujeta znotraj sarkomerov, da povzročita celično krčenje, kar omogoča gibanje celice, mišice in celotnega organizma.
Dva mikrofilamenta, ki sestavljata miofibrilo, se na splošno imenujeta debela in tanka filamenta. Debele filamente so sestavljene večinoma iz beljakovin miozina in se nahajajo blizu središča sarkomera. Tanki filamenti so sestavljeni iz treh beljakovin, predvsem aktina, in sedijo na zunanjih robovih sarkomera. Meja med sarkomeri je znana kot črta Z, temni pas materiala, ki deluje kot osnova za tanke filamente.
Mišične celice so same po sebi podobne drugim celicam na več načinov, vendar njihova povečana velikost in visoka stopnja specializacije povzročita, da so številni njihovi atributi poimenovani, ki so značilna za mišične celice. To običajno vključuje uporabo predpone ‘sarco-‘. Citoplazma mišične celice torej postane sarkoplazma; endoplazmatski retikulum je znan kot sarkoplazmatski retikulum; in celično membrano pogosto imenujemo sarkolema.
Miofibrili se nahajajo v sarkoplazmi in običajno zasedajo večino prostora v mišični celici. Vzporedno z miofibrili potekajo zavoji sarkoleme, znani kot transverzalni tubuli ali T tubuli. Ti notranji kanali zagotavljajo predvsem pot za nevrone. Po istih poteh kot druge strukture znotraj celice, ob T-tubulih poteka specializirana organela, znana kot sarkoplazmatski retikulum. Sarkoplazemski retikulum deluje kot sistem za shranjevanje kalcijevih ionov.
Ko T-tubul prenaša električni signal, znan kot akcijski potencial, v mišično vlakno, se sarkoplazmatski retikulum odzove s sproščanjem kalcijevih ionov v sarkoplazmo. Ko se prosto gibljejo skozi sarkoplazmo, se kalcijevi ioni lahko vežejo na specializirane strukture na proteinih aktina in miozina v miofibrilih. Pri tem potegnejo tanke filamente proti središču sarkomera in tako učinkovito skrajšajo celotno enoto. Ta proces je znan kot model mišične kontrakcije z drsnim filamentom.