Mikrofilamenti se nalaze unutar stanica i predstavljaju sićušne niti napravljene od proteina zvanog aktin. Ponekad se nazivaju aktinskim filamentima, ili tankim filamentima, i pomažu u podržavanju strukture stanice ili citoskeleta. Osim toga, mikrofilamenti sudjeluju u promjeni oblika stanice, kretanju i diobi stanice. Unutar mišića mikrofilamenti su raspoređeni zajedno s debelim filamentima od proteina miozina i zajedno omogućuju kontrakciju mišića.
Eukariotske stanice, koje se nalaze u životinjama i biljkama, općenito sadrže mikrofilamente. Oni su sadržani u tvari koja ispunjava stanicu, poznatoj kao citoplazma. Svaki mikrofilament se sastoji od mnogih sićušnih molekula proteina zvanog aktin, koji se proizvodi unutar stanice. Pojedinačne molekule aktina su zaobljene i povezane su u duge lance. Dva duga lanca uvijaju se jedan oko drugog kako bi tvorili duguljastu spiralu poznatu kao spirala, a to stvara jedan mikrofilament promjera oko pet nanometara.
U stanici se mikrofilamenti obično nalaze okupljeni oko periferije, neposredno ispod vanjske površine. Ovdje mogu regulirati oblik stanice, reagirajući na promjene u okolnom okruženju. Tanke niti igraju ulogu u formiranju sićušnih izbočina sa površine stanice, poznatih kao mikroresice. Oni također mogu formirati veću izbočinu, omogućujući stanici da se kreće na način poput amebe po površini. Mikrofilamenti su također uključeni u širenje površina nekih imunoloških stanica kako bi progutale neželjene tvari.
Unutar mišića aktinski filamenti se kombiniraju s filamentima miozina na način koji mišićima daje snagu i sposobnost kontrakcije. Miozinski filamenti su povezani zajedno da tvore ono što se naziva debelim filamentima, promjera oko 15 nanometara. Hrpe debelih niti tankih filamenata poredane su naizmjenično duž duljine mišićnog vlakna, a njihovi krajevi malo se preklapaju jedan s drugim. Tijekom mišićne kontrakcije, veze između tankih i debelih filamenata se stvaraju i lome, uzrokujući da filamenti klize jedan pored drugog u pokretu poput čegrtaljke.
Kako se eukariotske stanice u životinjama oslanjaju na mikrofilamente za normalno funkcioniranje, neke gljive i biljke proizvode otrove da ih ciljaju, kao zaštitu od jedenja. Mnogi toksini u takvim otrovima djeluju tako što se vežu na molekule aktina, ometajući proizvodnju i ponašanje mikrofilamenata. Jedan primjer je otrov faloidin, koji se nalazi u gljivama smrtonosne kapice, a sugerirano je da jedenje velikih količina sirovog mesa može pomoći u suzbijanju učinka ovog toksina, osiguravajući puno dodatnog aktina na koji se faloidin vezuje.