Mikrofilamen ditemukan di dalam sel dan merupakan untaian kecil yang terbuat dari protein yang disebut aktin. Mereka kadang-kadang disebut sebagai filamen aktin, atau filamen tipis, dan mereka membantu mendukung struktur sel, atau sitoskeleton. Selain itu, mikrofilamen terlibat dalam mengubah bentuk sel, pergerakan dan pembelahan sel. Di dalam otot, mikrofilamen tersusun bersama dengan filamen tebal yang terbuat dari protein miosin, dan bersama-sama mereka memungkinkan terjadinya kontraksi otot.
Sel eukariotik, yang ditemukan pada hewan dan tumbuhan, umumnya mengandung mikrofilamen. Mereka terkandung dalam zat yang mengisi sel, yang dikenal sebagai sitoplasma. Setiap mikrofilamen terdiri dari banyak molekul kecil protein yang disebut aktin, yang diproduksi di dalam sel. Molekul aktin individu dibulatkan dan mereka terdampar bersama menjadi rantai panjang. Dua rantai panjang berputar satu sama lain untuk membentuk spiral memanjang yang dikenal sebagai heliks, dan ini menciptakan satu mikrofilamen dengan diameter sekitar lima nanometer.
Di dalam sel, mikrofilamen biasanya ditemukan berkumpul di sekitar pinggiran, tepat di bawah permukaan luar. Di sini mereka dapat mengatur bentuk sel, menanggapi perubahan di lingkungan sekitarnya. Filamen tipis berperan dalam membentuk proyeksi kecil dari permukaan sel, yang dikenal sebagai mikrovili. Mereka juga dapat membentuk tonjolan yang lebih besar, memungkinkan sel bergerak seperti amuba melintasi permukaan. Mikrofilamen juga terlibat dalam memperluas permukaan beberapa sel kekebalan untuk menelan zat yang tidak diinginkan.
Di dalam otot, filamen aktin bergabung dengan filamen miosin sedemikian rupa sehingga memberikan kekuatan dan kemampuan otot untuk berkontraksi. Filamen miosin dibundel bersama untuk membentuk apa yang disebut filamen tebal, dengan diameter sekitar 15 nanometer. Tumpukan filamen tebal dan tumpukan filamen tipis disusun bergantian sepanjang serat otot, dengan ujungnya sedikit tumpang tindih satu sama lain. Selama kontraksi otot, hubungan antara filamen tipis dan tebal dibuat dan diputus, menyebabkan filamen meluncur melewati satu sama lain dalam gerakan seperti ratchet.
Karena sel eukariotik pada hewan bergantung pada mikrofilamen untuk berfungsi secara normal, beberapa jamur dan tanaman menghasilkan racun untuk menargetkan mereka, sebagai perlindungan agar tidak dimakan. Banyak racun dalam racun tersebut bekerja dengan mengikat molekul aktin, mengganggu produksi dan perilaku mikrofilamen. Salah satu contohnya adalah racun phalloidin, ditemukan dalam jamur topi kematian, dan telah disarankan bahwa makan daging mentah dalam jumlah besar dapat membantu melawan efek racun ini, dengan menyediakan banyak aktin ekstra untuk mengikat phalloidin.