粗肌丝是横纹肌细胞中肌原纤维的组成部分之一，主要由肌球蛋白组成。肌球蛋白呈长杆状，而一端膨大成球状。一条粗肌丝中大约有200-300个肌球蛋白，它们平行交错排列组成粗肌丝的主干。每个分子的球状头部按照特定的排列方式分布在粗肌丝的主干两端。
肌球蛋白（myosin），又称为肌凝蛋白，是真核细胞内的一类ATP依赖型分子马达，对细胞的运动与细胞内物质传输起着重要的作用。例如肌凝蛋白II就在肌肉收缩和细胞分裂的过程中扮演了重要的角色。其他种类的肌凝蛋白也有着类似的功能。这个蛋白质一开始被描述成一种同时存在于平滑肌和横纹肌中的ATP酶。后来经过Pollarg和Korn的对于棘变形虫属体内类肌凝蛋白功能的研究才发现，许多真核细胞存在同源蛋白基因。证实此类蛋白质的用途不仅仅存在于肌肉细胞中。