Der M. longissimus mit seinen drei Unterteilungen gehört zur Muskelgruppe des M. erector spinae im Rücken. Der Musculus erector spinae, auch Sacrospinalis genannt, verläuft parallel zur Wirbelsäule von der Schädelbasis bis zur Wirbelsäulenbasis. Seitlich vom Semispinalis, einem weiteren M. erector spinae, gelegen, umfassen die Unterteilungen des Longissimus den Longissimus thoracis, den Longissimus cervicis und den Longissimus capitis.
Der Longissimus capitis ist der oberste der Longissimus-Muskeln. Es entsteht durch die Befestigung von Sehnen an den Querfortsätzen der oberen vier oder fünf Brustwirbel sowie denen der unteren drei oder vier Halswirbel. Von dort läuft es den Nacken hinauf zu beiden Seiten der Wirbelsäule und inseriert in den Warzenfortsatz, eine knöcherne Erhebung an der Unterseite des Schläfenbeins auf jeder Seite des Schädels. Die Aufgabe dieses Muskels besteht darin, Kopf und Nacken seitlich zu beugen, in Richtung der Seite, auf der sich der kontrahierende Muskel befindet.
Weiter unten an der Wirbelsäule befindet sich der Longissimus cervicis, der zweitgrößte der Longissimus-Gruppe. Direkt unterhalb der Capitis und leicht medial gelegen, entspringt es auch an den Querfortsätzen der oberen vier oder fünf Brustwirbel, die aus langen Sehnen hervorgehen. Der Gebärmutterhals jedoch setzt über Sehnen in den zweiten bis sechsten Halswirbel ein. Seine Wirkung besteht darin, Kopf und Nacken seitlich zu beugen und die Streckung der oberen Wirbelsäule zu unterstützen.
Der größte der Longissimus-Muskeln ist der Longissimus thoracis, der sich fast über die gesamte Rückenlänge erstreckt. Er teilt seinen Ursprungspunkt mit dem Iliocostalis lumborum, einem weiteren M. sacrospinalis, der aus den Querfortsätzen der Lendenwirbel entsteht. Von dort erstreckt sich der Muskel bis zur Brustwirbelsäule, wo er an allen Brustwirbeln sowie an den unteren neun oder zehn Rippen ansetzt. Der Longissimus thoracis arbeitet beidseitig oder beidseitig, um die gesamte Wirbelsäule zu strecken.
Zusammen mit den Muskelgruppen iliocostalis und spinalis und ihren begleitenden Sehnen besteht die vorherrschende Funktion der Longissimus-Gruppe darin, die Wirbelsäule zu strecken oder den Rumpf aus einer nach vorne gebeugten Position nach hinten zu ziehen. Da die meiste Dehnung in der Lenden-Thorax-Region der Wirbelsäule oder im mittleren bis unteren Rückenbereich auftritt, sind diese Muskeln in dieser Region insgesamt größer und werden kürzer und schmaler, wenn sie sich der Spitze der Wirbelsäule nähern. Die Muskelgruppe des erector spinae kann bei Personen, die den ganzen Tag über einen Schreibtisch gebeugt sitzen, ziemlich eng werden; Dieser Effekt kann bekämpft werden, indem Dehnungen des unteren Rückens sowie Übungen zur Kräftigung des gesamten Rumpfes in ein regelmäßiges Trainingsprogramm integriert werden.