肌丝滑动的机理是通过肌球蛋白与肌动蛋白之间的相互作用，将化学能转化为机械能的过程。这个过程分为四个阶段：
在安静状态下，横桥具有ATP酶活性，通过水解ATP释放能量，形成横桥-ADP-Pi复合物，并将横桥置于高势能状态，此时横桥与肌动蛋白的结合被原肌球蛋白的覆盖所阻碍，呈90°垂直于细肌丝。
当胞质中的钙离子浓度达到一定程度，钙离子与肌钙蛋白结合，触发肌钙蛋白和原肌球蛋白构型的变化，暴露横桥与肌动蛋白的结合位点，使得横桥得以与肌动蛋白结合。
结合后的横桥发生构型变化，其头部摆动45°，驱动细肌丝向暗带方向滑动。这个过程中，横桥的能量被用来克服负荷和缩短肌节。
在ATP的消耗点，横桥与肌动蛋白的亲和力降低，分离后形成横桥-ADP-Pi复合物，再次获得能量。若钙离子浓度仍高，横桥会与新的结合位点再次结合，重复上述过程，引发肌小节的持续缩短，从而产生肌肉收缩。
通过横桥与肌动蛋白的这种反复结合与解离，肌肉收缩得以实现。