glatt muskulatur innehåller spindelformade celler 50 till 250 OC i längd med 5 till 10 OC i diameter. Dessa celler har en enda central kärna. Omgivande kärnan och genom större delen av cytoplasman är de tjocka (myosin) och tunna (aktin) filamenten. Små projektioner som härrör från myosinfilamentet tros vara korsbroar. Förhållandet mellan aktin och myosinfilament (ungefär 12 till 1) är dubbelt så mycket som observerats i strimmad muskel och kan därmed ge en större möjlighet för en tvärbro att fästa och generera kraft i glatt muskulatur. En ökad sannolikhet för fastsättning kan delvis redogöra för förmågan hos glatt muskulatur att generera, med mycket mindre myosin, jämförbar eller större kraft än strimmad muskel.
glatt muskulatur skiljer sig från striated muskel i sin brist på någon uppenbar organisation av aktin-och myosinkontraktila filamenten i de diskreta kontraktila enheterna som kallas sarkomerer. Forskning har visat att en sarkomerliknande struktur ändå kan existera i glatt muskulatur. En sådan sarkomerliknande enhet skulle bestå av aktinfilamenten som är förankrade till täta amorfa kroppar i cytoplasman såväl som täta plack på cellmembranet. Dessa täta områden är sammansatta av proteinet actui-actinin, som finns i z-linjerna av strimmig muskel, till vilken aktinfilament är kända för att fästas. Således överförs kraft som genereras av myosinkorsbryggor fästa vid aktin genom aktinfilament till täta kroppar och sedan genom angränsande kontraktila enheter, som slutligen slutar på cellmembranet.
avslappnade glatta muskelceller har ett slät cellmembranutseende, men vid sammandragning bildas stora membranbleber (eller utbrott) som ett resultat av inåt riktade kontraktila krafter som appliceras vid diskreta punkter på muskelmembranet. Dessa punkter är förmodligen de täta plack på cellmembranet som aktinfilamenten fäster vid. När en isolerad cell förkortas gör den det på ett korkskruvliknande sätt. Det har antagits att för att en enda cell ska kunna förkortas på ett så unikt sätt är de kontraktila proteinerna i glattmuskel spiralorienterade i muskelcellen. Detta spiralformade arrangemang överensstämmer med tidigare spekulationer om att den kontraktila apparaten i glatt muskulatur kan ordnas i små vinklar i förhållande till cellens långa axel. Ett sådant arrangemang av kontraktila proteiner kan bidra till den långsammare förkortningshastigheten och förbättrad kraftgenererande förmåga hos glattmuskel.
de kontraktila proteinerna interagerar för att generera en kraft som måste överföras till vävnaden där de enskilda glatta muskelcellerna är inbäddade. Glatta muskelceller har inte senorna närvarande i strimmiga muskler som möjliggör överföring av muskelkraft för att driva skelettet. Släta muskler är emellertid i allmänhet inbäddade i en tät bindvävsmatris som förbinder de glatta muskelcellerna i vävnaden till en större funktionell enhet.
andra organeller i cellinteriören är relaterade till energiproduktion och kalciumlagring. Mitokondrier ligger oftast nära cellkärnan och vid cellens periferi. Liksom i strimmiga muskler är dessa mitokondrier kopplade till ATP-produktion. Sarkoplasmatisk retikulum är involverad i lagring av intracellulärt kalcium. Liksom i strimmad muskel spelar detta intracellulära membransystem en viktig roll för att bestämma huruvida sammandragning sker genom att reglera koncentrationen av intracellulärt kalcium.