Le cellule miocardiche hanno forma di un cilindro, da cui partono delle ramificazioni che si connettono con le ramificazioni delle cellule vicine: risulta una disposizione a rete tridimensionale.

Il tessuto muscolare cardiaco è composto da particolari elementi cellulari detti cardiomiociti, i cardiomiociti non sono sincizi come nel caso delle fibre muscolari striate ma elementi cellulari più piccoli e generalmente mononucleati con nucleo disposto centralmente ma striatura analoga alle fibrocellule scheletriche. La forma dei cardiomiocite è cilindrica ma le cellule spesso si biforcano alle estremità formando una rete tridimensionale. Alle estremità delle cellule sono presenti delle interdigitazioni di membrana e dei complessi giunzionali di struttura simile ai desmosomi detti fasciae adaerentes e giunzioni gap, che hanno la funzione di collegare i cardiomiociti e di trasmettere la forza della contrazione da una cellula all'altra, le zone di connessione tra cellula e cellula sono dette strie intercalari o scalariformi. Le giunzioni gap, che consentono la conduzione dell'impulso,rendono i cardiomiociti un sincizio funzionale.

Nei cardiomiociti la contrazione non è volontaria ma spontanea, cosicché la funzione del sistema nervoso autonomo che innerva il cuore è esclusivamente legata alla modulazione della frequenza della contrazione che è trasmessa da una particolare formazione detta nodo seno-atriale ed è trasmessa all'intero miocardio dal sistema di conduzione del cuore.

Nei cardiomiociti il reticolo sarcoplasmatico ha struttura leggermente diversa da quella delle fibrocellule lisce, mancano, infatti, le cisterne terminale e fenestrata centrale ma sono presenti tubuli longitudinali che tramite delle estroflessioni si affrontano ai tubuli T (che in questo caso sono posti nella regione della linea z) formando le diadi del reticolo.