Una unidad motora consta de dos componentes principales: una sola neurona motora eferente (es decir, una neurona que lleva los impulsos fuera del sistema nervioso central) y todas las fibras musculares que inerva. La neurona motora puede inervar múltiples fibras musculares, que son células individuales, pero sólo una neurona motora inerva una sola fibra muscular.

Las neuronas motoras inferiores son neuronas eferentes que controlan el músculo esquelético, el tipo más abundante de músculo en el cuerpo. Los cuerpos celulares de las neuronas motoras inferiores se encuentran en la médula espinal o el tronco del encéfalo. Aquellos que están en el tronco del encéfalo transmiten señales nerviosas a través del nervio craneal, y principalmente controlan los músculos de la cabeza y el cuello. Las neuronas motoras inferiores que se originan en la médula espinal envían señales a lo largo del nervio espinal, y controlan principalmente los músculos de las extremidades y del tronco del cuerpo.

Una neurona motora inferior dispara un potencial de acción que, contrae a la vez a todas las células del músculo esquelético que la neurona inerva. Por lo tanto, las unidades motoras son unidades funcionales del músculo esquelético.

El tamaño de una unidad motora, o el número de fibras musculares que la neurona motora inferior inerva, varía dependiendo del tamaño del músculo y la velocidad y precisión que requiere el movimiento. Los músculos de los ojos y los dedos, que requieren un control rápido y preciso, generalmente son controlados por pequeñas unidades motoras. En estas unidades, las neuronas motoras se conectan a un pequeño número de fibras musculares. Por el contrario, las unidades motoras para los movimientos de las extremidades y el tronco son generalmente grandes y consisten en muchas fibras musculares.