Die bis zu 15 cm langen und 0,1 mm dicken Zellen, aus denen die quer gestreifte Muskulatur besteht. Jede Muskelfaser enthält zwei Fasermoleküle: Aktin und Myosin, die jeweils zu Bündel zusammengelagert sind. Dabei folgen jeweils auf zwei Bündel Aktinfäden ein Bündel Myosinfäden. Zwischen zwei benachbarten Aktinbündel befindet sich ein Eiweißmolekül, die Z-Bande, in dem die Aktinfasern stecken wie die Borsten in einer Bürste. Benachbarte Aktin und Myosinbündel wiederum überlappen sich, wobei die einzelnen Aktin- und Myosinfäden ineinander greifen wie die Zähne eines Reisverschlusses. Das bedeutet, dass eine Myosinfaser jeweils zwischen zwei Aktinfasern zu liegen kommt. Unter dem Mikroskop erscheinen die Aktinbündel (I-Bande) weiß, die Myosinbündel (A-Bande) grau, die überlappenden Bereich dunkelgrau (H-Bande) und die Z-Bande schwarz. Dies hat dem Skelettmuskel den Beinamen quer gestreifter Muskel eingetragen.
Die einzelnen Muskelfasern stecken in einer lockeren Bindegewebshülle, dem Endomysium. Das aus dem Gerüsteiweiß Kollagen aufgebaute Perimysium fasst mehrere Einzelfasern zu einem Muskelfaserbündel zusammen. Eine weitere Bindegewebshülle, das Epimysium, bündelt die einzelnen Muskelfaserbündel zum Muskel. Endomysium und Perimysium sind von Blutgefäßen durchzogen, welche die Muskelfasern mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen.