gladde spieren bevatten spindelvormige cellen met een lengte van 50 tot 250 µm en een diameter van 5 tot 10 µm. Deze cellen bezitten één centrale kern. Rondom de kern en door het grootste deel van het cytoplasma zijn de dikke (myosine) en dunne (actin) filamenten. Minuscule projecties die afkomstig zijn van het myosinefilament worden verondersteld om dwarsbruggen te zijn. De verhouding van actin aan myosin filamenten (ongeveer 12 aan 1) is tweemaal die waargenomen in dwarsgestreepte spier en Zo kan een grotere kans voor een dwarsbrug verstrekken om kracht in vlotte spier vast te maken en te produceren. Een verhoogde kans op hechting kan gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor het vermogen van gladde spier te genereren, met veel minder myosine, vergelijkbare of Grotere kracht dan dwarsgestreepte spier.
gladde spieren verschillen van dwarsgestreepte spieren in het ontbreken van enige duidelijke organisatie van de actine-en myosine-contractiele filamenten in de discrete contractiele eenheden die sarcomeren worden genoemd. Onderzoek heeft aangetoond dat een sarcomere-achtige structuur kan toch bestaan in gladde spieren. Zulk een sarcomere-als eenheid zou uit de actin gloeidraden worden samengesteld die aan dichte amorfe lichamen in het cytoplasma evenals dichte plaques op het celmembraan worden verankerd. Deze dichte gebieden zijn samengesteld uit het eiwit α-actinine, gevonden in de Z lijnen van dwarsgestreepte spieren, waaraan actin filamenten zijn bekend vast te zitten. Aldus, wordt de kracht geproduceerd door myosin dwarsbruggen in bijlage aan actin overgebracht door actin gloeidraden aan dichte organismen en dan door naburige contractiele eenheden, die uiteindelijk op het celmembraan beëindigen.
ontspannen gladde spiercellen vertonen een glad celmembraan, maar bij samentrekking vormen zich grote membraanblaasjes (of uitbarstingen) als gevolg van naar binnen gerichte samentrekkende krachten die op discrete punten op het spiermembraan worden uitgeoefend. Deze punten zijn vermoedelijk de dichte plaques op het celmembraan waaraan de actine filamenten hechten. Als een geïsoleerde cel verkort, doet het dit op een kurkentrekkerachtige manier. Er is gesuggereerd dat, om een enkele cel te verkorten op zo ‘ n unieke manier, de contractiele eiwitten in gladde spieren zijn spiraalvormig georiënteerd binnen de spiercel. Deze spiraalvormige opstelling stemt overeen met eerdere speculatie dat het contractiele apparaat in gladde spieren kan worden gerangschikt onder lichte hoeken ten opzichte van de lange as van de cel. Een dergelijke regeling van contractiele eiwitten zou kunnen bijdragen aan de tragere verkorting van snelheid en verbeterde kracht-genererende capaciteit van gladde spieren.
de contractiele eiwitten interageren om een kracht te genereren die moet worden overgedragen aan het weefsel waarin de afzonderlijke gladde spiercellen zijn ingebed. De gladde spiercellen hebben niet de pezen in dwarsgestreepte spieren die voor overdracht van spierkracht toestaan om het skelet te bedienen. De gladde spieren, echter, zijn over het algemeen ingebed in een dichte bindweefselmatrix die de gladde spiercellen binnen het weefsel in een grotere functionele eenheid verbindt.
andere organellen van het celinterieur houden verband met energieproductie en calciumopslag. Mitochondriën bevinden zich het vaakst in de buurt van de celkern en aan de periferie van de cel. Zoals in dwarsgestreepte spieren, zijn deze mitochondria verbonden met ATP productie. Het sarcoplasmatische reticulum is betrokken bij de opslag van intracellulair calcium. Zoals in dwarsgestreepte spier, speelt dit intracellular membraansysteem een belangrijke rol in het bepalen of al dan niet samentrekking voorkomt door de concentratie van intracellular calcium te regelen.