Гладкая мышечная ткань имеет ряд существенных отличий от поперечнополосатой. Гладкие мышцы состоят из отдельных клеток веретенообразной формы длиной 25 – 100 мкм. В гладкомышечных клетках нет миофибрилл и саркомеров, толстые и тонкие протофибриллы располагаются нерегулярно, отсутствуют тропонин и тропомиозин, саркоплазматический ретикулум развит слабо. Соседние клетки связаны между собой нексусами.
Механизмы сокращения гладких и скелетных мышц также различаются. Ионы кальция попадают внутрь гладкомышечной клетки из внеклеточной среды (поскольку саркоплазматический ретикулум не выражен) и связываются с белком кальмодулином. Кальмодулин запускают цепь реакций, в результате которых активируются молекулы миозина. Это приводит к взаимодействию миозина с актином, вследствие чего актиновые нити скользят вдоль миозиновых, и мышечная клетка сокращается.
Гладкие мышцы обладают меньшей возбудимостью, чем скелетные. Кроме того, они сокращаются намного медленнее, меньше утомляются и способны длительное время находиться в сокращённом состоянии (тоническое сокращение). Гладкие мышцы обладают пластичностью, то есть они сохраняют свою форму при растяжении без изменения напряжения.
Некоторые гладкомышечные клетки обладают автоматией, то есть они способны генерировать потенциал действия без внешних воздействий.