肌原纖維（myofibrils）是橫紋肌中長的、直徑約1微米的圓柱形的結構，是骨骼肌細胞的收縮單位。肌原纖維由粗肌絲和細肌絲組裝而成，粗肌絲的成分是肌球蛋白，細肌絲的主要成分是肌動蛋白，輔以原肌球蛋白和肌鈣蛋白。
光學顯微鏡下結構
在光學顯微鏡下肌原纖維的直徑為1～2μm，與肌肉長軸相平行，有明暗相間的帶，明帶稱為I帶(I band)，長度依骨骼肌收縮或舒張狀態而異，最長可達2μm； 暗帶稱為A帶(A band)，長度恒定，為1.5μm。所謂I帶和A帶是指：在偏光鏡觀察時，I帶表示單折光帶(isotropic band)，而A帶表示雙折光帶(anisotropic band)。在I帶中央有一條著色較深的線，叫Z線。
電子顯微鏡下結構
在電子顯微鏡下，每一條肌原纖維的全長都呈現規則的明帶和暗帶。明帶和暗帶包含有更細的、平行的絲狀結構，稱為肌絲。明帶是各向同性（isotropic），故稱為Ⅰ帶，肌絲較細直徑約5nm，稱為細肌絲，固定在Z膜上，一部分位于明帶，一部分位于暗帶，插在粗肌絲之間；暗帶又稱作A帶。暗帶中含有的肌絲較粗直徑約15nm，稱為粗肌絲，長度和暗帶相同，固定在M膜上。暗帶的中央有一較明的窄帶，稱H帶（H band，H是德文hell"明"的第一個字母），H帶中央有薄膜，稱M膜（Mmembrane，或稱 M線（M line）；M是德文mittler"中"的第一個字母），又稱中隔。明帶中央也有薄膜，稱作Z膜（Z-membrane），或稱Z線（Z line）；Z是德文zwischen"間"的第一個字母），又稱端隔。肌原纖維上位于相鄰的兩條Z線之間的區域，稱為肌節，它是肌肉收縮和舒張的最基本的單位。