musculatura netedă conține celule în formă de fus 50-250 oqqm în lungime de 5-10 oqqm în diametru. Aceste celule posedă un singur nucleu central. În jurul nucleului și în cea mai mare parte a citoplasmei se află filamentele groase (miozină) și subțiri (actină). Se crede că proiecțiile minuscule care provin din filamentul de miozină sunt poduri transversale. Raportul dintre actină și filamentele de miozină (aproximativ 12 la 1) este de două ori mai mare decât cel observat în mușchiul striat și, prin urmare, poate oferi o oportunitate mai mare pentru ca o punte transversală să se atașeze și să genereze forță în mușchiul neted. O probabilitate crescută de atașament poate, în parte, să reprezinte capacitatea mușchiului neted de a genera, cu mult mai puțină miozină, forță comparabilă sau mai mare decât mușchiul striat.
mușchiul neted diferă de mușchiul striat prin lipsa oricărei organizări aparente a filamentelor contractile de actină și miozină în unitățile contractile discrete numite sarcomere. Cercetările au arătat că o structură asemănătoare sarcomerului poate exista totuși în mușchiul neted. O astfel de unitate asemănătoare sarcomerului ar fi compusă din filamente de actină care sunt ancorate la corpuri amorfe dense din citoplasmă, precum și plăci dense de pe membrana celulară. Aceste zone dense sunt compuse din proteina actinină-actinină, Găsită în liniile Z ale mușchiului striat, la care se știe că sunt atașate filamente de actină. Astfel, forța generată de punțile transversale de miozină atașate la actină este transmisă prin filamente de actină către corpuri dense și apoi prin unitățile contractile vecine, care se termină în cele din urmă pe membrana celulară.
celulele musculare netede relaxate au un aspect neted al membranei celulare, dar la contracție, se formează bleburi (sau erupții) mari ale membranei ca urmare a forțelor contractile direcționate spre interior care sunt aplicate în puncte discrete de pe membrana musculară. Aceste puncte sunt probabil plăcile dense de pe membrana celulară la care se atașează filamentele de actină. Pe măsură ce o celulă izolată se scurtează, o face într-un mod asemănător tirbușonului. S-a emis ipoteza că, pentru ca o singură celulă să se scurteze într-un mod atât de unic, proteinele contractile din mușchiul neted sunt orientate elicoidal în interiorul celulei musculare. Acest aranjament elicoidal este de acord cu speculațiile anterioare conform cărora aparatul contractil din mușchiul neted poate fi aranjat în unghiuri ușoare față de axa lungă a celulei. Un astfel de aranjament de proteine contractile ar putea contribui la viteza de scurtare mai lentă și la creșterea capacității generatoare de forță a mușchiului neted.
proteinele contractile interacționează pentru a genera o forță care trebuie transmisă țesutului în care sunt încorporate celulele musculare netede individuale. Celulele musculare netede nu au tendoanele prezente în mușchii striați care permit transferul forței musculare pentru a opera scheletul. Cu toate acestea, mușchii netezi sunt în general încorporați într-o matrice densă de țesut conjunctiv care conectează celulele musculare netede din țesut într-o unitate funcțională mai mare.
alte organite din interiorul celulei sunt legate de producerea de energie și stocarea calciului. Mitocondriile sunt localizate cel mai frecvent în apropierea nucleului celular și la periferia celulei. Ca și în mușchii striați, aceste mitocondrii sunt legate de producția de ATP. Reticulul sarcoplasmic este implicat în depozitarea calciului intracelular. Ca și în mușchiul striat, acest sistem de membrană intracelulară joacă un rol important în determinarea dacă contracția are loc sau nu prin reglarea concentrației de calciu intracelular.