Cada fibra muscular contiene en su sarcoplasma varios cientos o miles de miofibrillas.
Son filamentos delgados que se encuentran en el citoplasma de las fibras musculares e inclusive se pueden encontrar alrededor de 2000 miofibrillas (del prefijo mio que significa "músculo").
Son pequeñas unidades estructurales y funcionales de la fibra muscular.
Estas últimas no presentan envolturas y los espacios entre ellas están ocupados por el citoplasma de la fibra muscular, llamado sarcoplasma, que contiene núcleos y mitocondrias, y a través del cual transcurre una red tubulo-membranosa que desempeña un rol importante en el proceso de excitación-contracción, denominado sistema sarcotubular.
Cada fibra es una célula polinucleada (partiendo de un núcleo se dividen en muchos que pueden encontrarse hasta en la zona periférica); las fibrillas o miofibrillas constituyen "diferenciaciones citoplasmáticas".
Una sarcómera está separada de las otras por zonas angostas de material denso que son las líneas Z. Los filamentos delgados se fijan en las líneas Z y se proyectan en ambas direcciones.