İskelet kaslarının yapısı diğer iki ana kaslardan, kalp ve düz kaslardan biraz farklıdır. Çizgili kas olarak da adlandırılan iskelet kası, kasın hızlı bir şekilde kasılmasını sağlayan üst üste binen iki protein nedeniyle çizgili bir görünüme sahiptir. Aynı zamanda kas lifi olarak da adlandırılan uzun silindirik hücreler de iskelet kaslarının yapısını oluşturur. Her iskelet kası hücresi, diğer kas tiplerindeki hücrelerde bulunan tek çekirdeğin aksine, birkaç yüz çekirdek içerir. Kas liflerinin, membranların yanı sıra, myofibriller adı verilen filamentler, bunların kasılma fonksiyonları için özellikle önemli olan yapıları vardır.
İskelet, kalp ve düz kas dahil üç çeşit kas dokusu, insan kas sistemini oluşturur. İskelet kasları, insan vücudunun tüm iskeletini örten ve hareketini sağladığı için en bol kas tipidir. Bunların iki alternatif adı vardır: çizgili çizgiler, çapraz çizgili görünümleri nedeniyle ve bilinçli zihin eylemlerini kontrol edebildiği için gönüllü kaslar. Kas lifleri, miyofibrillerin veya aktin ve miyosin olarak adlandırılan iki üst üste binen protein içeren küçük filamentlerin varlığı nedeniyle hızlı bir şekilde büzüşür. Mikroskop altında görüldüğü gibi, miyosin tarafından oluşturulan karanlık bantlar, aktin tarafından oluşturulan ışık bantlarıyla örtüşerek iskelet kaslarının yapısının çizgili görünümüne neden olur.
Kas kasılması, çoğunlukla miyosin ve aktin arasındaki kimyasal reaksiyonla mümkün olup, kalsiyum iyonlarının ve troponin ve tropomiyosin adı verilen birlikte çalışan diğer iki proteinin etkisiyle kontrol edilir. Kalsiyum iyonları iskelet kaslarının sarkoplazmik retikulumundan salındıktan sonra troponin ile birleşir, kimyasal bir reaksiyon ve böylece kas kasılması meydana gelir. Kalsiyum iyonlarının salınımı troponini pozisyonunu değiştirmeye zorlayarak, tropomyosinin uzaklaştırılmasını sağlar, miyozinin “ulaşmasını” ve aktin ile etkileşime girmesini sağlar. Kalsiyum iyonları sarkoplazmik retikulumda depolanmaya devam ettiğinde, kas kasılması meydana gelmez ve dolayısıyla bir kasın “dinlenmeye” ya da rahat bir durumda olduğu söylenir.
İskelet kaslarının yapısı aynı zamanda plazma veya hücre zarı adı verilen iki zar sisteminden ve her ikisi de büzülme işlemine katılan sarkoplazmik retikulumdan oluşur. Her bir kas lifi, enine tübüller adı verilen tübüler uzantıları olan hücre zarı ile çevrilidir. Kasılmayı aktive eden elektriksel darbelerin iletilmesi, derin kas liflerine uzanan enine borulardan meydana gelir. Bu arada, kas liflerinin içinde bulunan sarkoplazmik retikulum kas kasılması sırasında kalsiyum salgılar ve kas gevşemesi sırasında kalsiyum depolar. Sarkoplazmik retikulum enlemesine tübüllerin çok yakınında bulunduğundan triad adı verilen karakteristik bir model oluşur.
