Les cellules musculaires lisses sont plus petites que les cellules musculaires striées squelettiques et possèdent un réticulum sarcoplasmique peu développé.
Contrairement aux cellules du muscle strié squelettique, les cellules musculaires lisses sont petites puisque leur dimension ne dépasse pas 10µm de diamètre et 500µm de longueur. Par contre, elles sont capables de subir des allongements très importants et elles peuvent également se raccourcir de façon remarquable.
Une autre différence est la présence d'un unique noyau contrairement aux cellules striées squelettiques qui sont multinucléées. Le réticulum sarcoplasmique de ces cellules est généralement beaucoup moins développé que celui présent dans les cellules musculaires striées squelettiques. Si on trouve aussi dans la membrane du réticulum un canal calcique, celui-ci est différent puisqu'il est dépendant d'un second messager créé par une protéine G, l'IP3 (Inositol Tri Phosphate).
Enfin, Il n'y a pas d'invagination de la membrane plasmique formant de tubule transverse sur les cellules musculaires lisses.
