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。粗肌丝的主要作用是与细肌丝发生相互作用从而产生肌肉收缩，因而粗肌丝和细肌丝又被称为收缩蛋白。