肌動蛋白形成的細絲（“F-肌動蛋白”或微絲）是真核細胞骨架的基本要素，能夠進行非常快速的聚合和解聚動力學。在大多數細胞中，肌動蛋白絲形成更大規模的網絡，這對細胞中的許多關鍵功能至關重要：
各種類型的肌動蛋白網絡（由肌動蛋白絲制成）為細胞提供機械支持，并提供通過細胞質的運輸路線以幫助信號轉導。
肌動蛋白網絡的快速組裝和拆卸使細胞能夠遷移（細胞遷移）。
在后生動物肌肉細胞中，成為肌球蛋白產生力量以支持肌肉收縮的支架。
在非肌肉細胞中，作為貨物運輸肌球蛋白（非常規肌球蛋白）如肌球蛋白V和VI的軌道。非常規肌球蛋白使用ATP水解以比擴散快得多的定向方式運輸貨物，例如囊泡和細胞器。肌球蛋白V走向肌動蛋白絲的帶刺末端，而肌球蛋白VI走向尖端。大多數肌動蛋白絲的倒刺端朝向細胞膜，尖端朝向細胞內部。這種安排使肌球蛋白V成為出口貨物的有效發動機，而肌球蛋白VI成為進口貨物的有效發動機。
肌動蛋白存在于細胞質和細胞核中。它的位置受細胞膜信號轉導通路的調節，該通路整合了細胞接收的刺激，從而刺激肌動蛋白網絡的重組。在網柄菌中，已發現磷脂酶D干預磷酸肌醇途徑。肌動蛋白絲在肌肉纖維中特別穩定且豐富。內肌（肌肉纖維的基本形態和生理單位）肌動蛋白同時存在于I和A帶中；肌球蛋白也存在于后者中。