När muskelcellerna stimuleras drar de ihop sig och utövar en kraft i en riktning. Stimulering av muskelceller orsakas av nervimpulser som transporteras från det centrala nervsystemet till musklerna. När nervimpulsen når slutet av neuronen orsakar den en överföring av aktionspotentialen i muskler, vilket leder till en sammandragning.
Det finns tre typer av muskelceller i kroppen, som är hjärt-, släta- och skelettceller. Hjärtmuskeln finns bara i hjärtat och har sin egen inneboende metod för att dra ihop sig, även om nerver kan stimulera den att påskynda eller sakta ner vid behov. Släta muskler finns i lager som omger organen, och den stimuleras av det autonoma, eller ofrivilliga, nervsystemet. Skelettmuskulaturen består av fibrer och orsakar rörelse. Aktionspotentialen i skelettets muskler bärs av det somatiska, eller frivilliga, nervsystemet.
Muskelceller drar sig inte ihop av sig själva utan måste stimuleras först av en nervimpuls. Neuronernas axoner möter muskelceller i den neuromuskulära korsningen. För att säkerställa att muskelsammandragning sker samtidigt och snabbt, finns det många neuromuskulära kopplingar över en muskel. Alla dessa neuroner skickar impulser samtidigt för att initiera en aktionspotential i muskler. Genom att ha många neuromuskulära kopplingar för varje muskel kan kroppen kontrollera kraften i sammandragningen genom att variera antalet enheter som skickar impulsen till muskeln.
När aktionspotentialen når den terminala änden av axonet vid en neuromuskulär korsning, smälter vesiklar samman med cellmembranet för att möjliggöra frisättningen av en signalsubstans – acetylkolin. Signalsubstansen sprider sig över gapet mellan neuronen och muskelcellen, tills den når sarcolemma, som är membranet som omger en muskelcell. Acetylkolin gör att permeabiliteten hos sarkolemma förändras, så att natriumjoner kan komma in och lämna membranet. Denna förändring av joner depolariserar membranet och orsakar att en aktionspotential i musklerna avfyras.
När en muskel är i vila, blockerar tropomyosin de myosinbindningsställen som finns på aktinfilamenten. Under en sammandragning fäster myosin till aktin och utför en typ av roddverkan längs aktinfilamenten. Detta gör att muskeln drar ihop sig. För att detta ska ske måste myosin kunna binda till aktin, så tropomyosinet måste flyttas.
Depolariseringen som orsakas av nervimpulsen sprider sig över sarcolemma och T-systemet – ett system av rör kopplade till det sarkoplasmatiska retikulumet. Både T-systemet och det sarkoplasmatiska retikulum innehåller kalciumjoner, som frigörs när det finns en aktionspotential i muskler. Kalciumjonerna diffunderar genom muskelcellen och fäster till ett protein som kallas troponin, som är fäst vid tropomyosinfilamenten som finns på aktinfibrerna. Troponinet ändrar form när kalciumjoner fäster vid det, vilket flyttar tropomyosinfilamenten och frigör myosinbindningsställena längs aktinfibrerna. Myosin kan nu komma i kontakt med aktin och orsaka muskelsammandragning.