Unit motorik terdiri dari satu neuron motorik alfa bersama dengan semua serat otot yang dirangsangnya. Karena tubuh manusia mengandung, rata-rata, 250,000,000 sel otot dan sekitar 420,000 neuron motorik, unit motorik umumnya terdiri dari satu neuron motorik yang dipasangkan dengan banyak serat otot. Dalam latihan kekuatan, peningkatan kekuatan awal yang terlihat oleh pemula seringkali bukan peningkatan ukuran atau jumlah serat otot, tetapi aktivasi unit motorik yang sebelumnya tidak aktif.
Neuron motorik adalah jenis sel saraf khusus yang berjalan di antara sistem saraf pusat dan otot. Neuron biasanya terdiri dari badan sel – akson – dan dendrit. Jika neuron dilihat sebagai pohon, akson akan dianalogikan dengan batang dan dendrit sebagai cabang. Neuron yang ditemukan di dalam otak biasanya memiliki akson yang relatif pendek, tetapi neuron yang merupakan bagian dari unit motorik – karena mereka harus terhubung ke otot-otot tubuh – memiliki akson memanjang yang berjalan melalui sumsum tulang belakang, dan keluar ke serat otot terkait. Setiap serat otot terhubung ke dendrit tertentu, dan melalui dendrit itulah pesan disampaikan antara sistem saraf pusat dan serat otot.
Serat otot adalah sel memanjang, khusus untuk menjalankan fungsi otot tertentu di mana mereka menjadi bagiannya. Hal ini berlaku untuk otot jantung jantung, otot polos yang membentuk lapisan dari banyak organ dalam, dan otot rangka. Hanya otot rangka, bagaimanapun, berada di bawah kendali sadar. Ukuran dan bentuk serat otot tergantung pada fungsinya, dengan sel-sel otot polos yang rata dan seperti ubin; sel otot rangka, panjang dan seperti tali; dan sel otot jantung memiliki beberapa sifat dari dua lainnya.
Otot tunggal biasanya terdiri dari sejumlah unit motorik yang bekerja bersama, yang dikenal sebagai kumpulan motor. Ketika sistem saraf pusat mengharuskan otot berkontraksi, sinyal listrik dikirim di sepanjang neuron motorik, merangsang serat otot untuk berkontraksi. Biasanya, setiap kontraksi diikuti oleh periode relaksasi singkat dari serat otot, dan pola ini berulang dalam pola seperti gelombang, yang dikenal sebagai kedutan. Serat otot rangka dapat dibagi menjadi serat kedutan lambat dan kedutan cepat, tergantung pada lamanya waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya kontraksi dan relaksasi. Serat otot berkedut lambat dikaitkan dengan daya tahan, sedangkan serat otot berkedut cepat dikaitkan dengan kekuatan.
Individu mungkin memiliki kelebihan satu jenis serat otot atau yang lain, atau kombinasi keduanya. Semua serat otot dalam unit motorik akan menjadi satu jenis, yang berarti kedutan cepat atau kedutan lambat. Ini mungkin termasuk hingga 1,000 serat otot, seperti pada otot paha depan yang besar di paha, atau kurang dari sepuluh, seperti yang terlihat pada unit motorik yang membutuhkan tingkat presisi yang tinggi, seperti otot yang mengontrol gerakan mata.
Saat berkontraksi, unit motorik terkecil, yaitu yang terkait dengan serat otot paling sedikit, biasanya yang pertama kali diaktifkan. Saat kontraksi berlangsung, unit motorik yang lebih besar ikut berperan. Kontraksi otot yang efisien tergantung pada unit motorik di dalam otot yang bekerja secara efektif bersama-sama. Latihan fisik secara teratur membuat koordinasi semacam ini lebih mudah.
Kadang-kadang, unit motorik akan menerima serangkaian stimulasi kontraktil yang cepat dalam urutan yang cepat sehingga kumpulan motor tidak memiliki waktu untuk memasuki fase relaksasi dari setiap kedutan. Ketika ini terjadi, ia dapat membangun ke keadaan kontraksi maksimal, yang dikenal sebagai kontraksi tetanik. Secara signifikan lebih kuat daripada kedutan alami, kontraksi tetanik dapat disebabkan oleh sejumlah penyebab, seperti penyakit atau reaksi obat yang merugikan. Salah satu alasan yang lebih terkenal untuk fenomena ini terkait dengan infeksi tetanus.