分为浅深两层。浅层肌为左右两房共有，沿心房的横径环形包绕，部分纤维伸入房中隔形成“8”字形纤维袢。深层肌为各房固有，分别包绕各房。其肌束的排列呈袢状和环状，袢状纤维起自纤维环，纵绕心房后又止于纤维环上；环状纤维呈环行包绕于心耳和静脉口的周围。

心室和心房肌纤维在形态结构和功能上虽然相似，但也各有特殊之处，心室肌纤维粗且长，约为10～15×100μm，心房肌纤维则细短，约为6～8×20～30μm；心室肌纤维有分支，心房肌纤维无分支；心房的相邻肌纤维间除端对端连接外，侧面也有连接，多为桥粒和缝隙连接，因此心房肌纤维可通过端-端和侧-侧连接面传递冲动；较细的心房肌纤维中，横小管少，甚至缺乏。

心房肌纤维中含有一种特殊颗粒，多位于核的两端，称心房颗粒，是一种均质的电子致密体，直径约0.3～0.4μm，有单位膜包被，内容物呈强嗜锇性，主要成分是蛋白质或肽。其形态似内分泌细胞的分泌颗粒，提示心房肌纤维除有收缩功能外，还具有分泌作用。近年从人和大鼠心房分离出一种新调节肽，称心钠素、心房肽或心房利钠多肽，由21～33个氨基酸组成，具有利钠、利尿、扩张血管和降低血压的作用，可能是心房肌分泌的一种激素。应用人工合成的心房肽制备人和大鼠心房肽的抗体，进行免疫组织化学研究，见心房肌纤维含有特异性的心房肽免疫反应颗粒，它的分布与心房颗粒相符。