Les microfilaments sont les filaments les plus fins du cytosquelette d'une cellule eucaryote. Les chaînes de microfilaments linéaires sont composées de protéines d'actine, qui sont flexibles et relativement résistantes. Le cytosquelette d'une cellule est un échafaudage cellulaire constitué de ces microfilaments d'actine, ainsi que de filaments intermédiaires et de microtubules.
Comme expliqué par Michael W. Davidson de la Florida State University, les cellules eucaryotes dépendent fortement de l'intégrité des microfilaments pour survivre aux nombreux stress qu'elles subissent. Lorsqu'elle est produite pour la première fois par la cellule, l'actine apparaît sous une forme globulaire en tant que G-actine. Ces sous-unités monomères globulaires s'apparient dans une chaîne polymérisée à double hélice. Lorsqu'elles sont entrelacées dans de longues chaînes, les sous-unités d'actine apparaissent sous forme filamenteuse sous forme de F-actine.
Les microfilaments peuvent être organisés en faisceaux ou en réseaux. La fimbrine de protéine de regroupement organise les microfilaments en faisceaux parallèles étroitement emballés. Dans les réseaux, les microfilaments sont disposés en forme de toile qui s'étend souvent à partir du noyau de la cellule. Les microfilaments trouvés directement sous la membrane plasmique de la cellule sont considérés comme faisant partie du cortex cellulaire, car ils régulent la forme et le mouvement de la surface de la cellule. L'assemblage et le démontage des microfilaments d'actine sont étroitement régulés par des mécanismes de signalisation cellulaire. Dans le tissu musculaire, l'actine interagit avec une protéine motrice de la myosine pour former la structure contractile actine-myosine qui génère le mouvement.