Malgré la vaste gamme de muscles différents qui attachent et déplacent la structure squelettique, l’anatomie des muscles squelettiques est fondamentalement la même dans tout le corps. Les muscles squelettiques sont constitués de longues cellules multinucléées de forme cylindrique. Les muscles sont presque toujours attachés directement aux os et, contrairement aux deux autres types de muscles, cardiaque et lisse, sont sous contrôle volontaire. Les muscles squelettiques ont de nombreuses couches et membranes qui protègent et compartimentent leurs différents composants. Les cellules multinucléées peuvent aussi être appelées fibres qui se regroupent en faisceaux en fonction de l’action volontaire qu’elles contrôlent.
La première couche des muscles squelettiques est la fine membrane élastique appelée sarcolemme qui recouvre les cellules individuelles. La fonction principale du sarcolemme est de garder intacts tous les différents composants cellulaires, un peu comme une membrane cellulaire fonctionne dans d’autres cellules du corps. Dans le sarcolemme, le liquide de la cellule musculaire, ou sarcoplasme, contient pl, la myofibrille. Chaque fibre individuelle contient de nombreuses myofibrilles, qui sont des brins de protéines qui s’étendent sur toute la longueur de la fibre musculaire. Ces structures se trouvent côte à côte et sont responsables de l’allongement et de la contraction du muscle au signal du système nerveux central (SNC).
Les myofibrilles peuvent être disséquées en un autre composant plus directement impliqué dans la contraction et l’allongement de la fibre, le sarcomère. Les sarcomères agissent comme de minuscules chaînes de tissu contractile alignées bout à bout dans la myofibrille. Au niveau microscopique, la myofibrille est composée d’un brin de protéine encore plus fin appelé myofilament. Les protéines du myofilament sont composées de brins sombres, ou bandes anisotropes (A), et de brins clairs, ou bandes isotropes (I) ; les protéines de couleur contrastante sont ce qui donne au muscle squelettique son aspect strié. Les bandes A et I du myofilament sont également responsables du métabolisme de l’adénosine triphosphate (ATP) qui initie la contraction musculaire.
Au niveau macroscopique, les muscles squelettiques sont composés d’une variété de couches. Le plus externe s’appelle l’épimysium, et il protège les muscles squelettiques des frottements dommageables qui pourraient se produire lorsqu’ils se déplacent contre d’autres muscles et os. L’épimysium est un élément particulièrement important dans l’anatomie des muscles squelettiques car il forme, avec d’autres tissus conjonctifs, le tendon musculaire. Le tendon musculaire est la «corde» fibreuse et solide qui empêche les muscles de glisser de leurs points de fixation sur les os.