Kardiomyocyty jsou elongované, na koncích rozvětvené buňky, dlouhé 85–100 μm a široké okolo 15 μm tvořící tkáň srdeční svaloviny. Kolem jednotlivých kardiomyocytů je vytvořena zevní lamina a velmi jemná pochva řídkého vaziva obsahující síť kapilár zajišťujících výživu. V každém kardiomyocytu je uloženo jedno až dvě světlá, poměrně velká jádra. Na rozdíl od syncytií příčně pruhovaného svalu nejsou jádra uložena excentricky, ale přibližně uprostřed buňky. Uspořádání tenkých aktinových a tlustých myozinových myofilament však odpovídá příčně purhované svalovině – je hexagonální parakrystalické. Myofibrily jsou vytvořeny, avšak jejich uspořádání není příliš pravidelné, taktéž tubuly sarkoplazmatického retikula se objevují nepravidelně mezi myofibrilami a terminální cisterny jsou málo četné. Sarkolema vytváří složité specializace, tzv. T tubuly. Jsou více vytvořeny v myokardu komor.
Nápadně temnější linie, které můžeme v srdeční svalovině pozorovat, se nazývají interkalární disky a představují spojovací komplexy mezi jednotlivými buňkami srdečního svalu. Tzv. adherens junctions se vyskytují především v transverzální části interkalárního disku. Jsou místem připojení aktinových filament terminálních sarkomer kardiomyocytu, zastupují tedy Z-linii. Dalším typem spoje jsou desmosomy, které zajišťují pevné spojení kardiomyocytů a brání odtržení jednotlivých buněk v průběhu kontrakce. Na laterální části interkalárního disku jsou vyvinuty gap junctions, díky nimž mohou buňky komunikovat a koordinovat tak svou kontraktilní činnost.
V okolí centrálně uloženého jádra se nachází nevýrazný Golgiho aparát. Mitochondrie jsou přítomny v hojném počtu (vyplňují až 40 % objemu kardiomyocytů), mají velký počet vnitřních krist, které jsou uspořádané pravidelně těsně vedle sebe. V cytoplazmě kardiomyocytů se dále vyskytují rozličné inkluze, zvláště lipidové kapénky obsahující triglyceridy a lipofuscinová granula. Obvykle se shlukují v okolí jádra a přibývají s věkem jedince.