運動単位は、1つの放出性運動ニューロン（中枢神経系からの信号を伝達するニューロン）と、そのニューロンが神経支配するすべての筋線維の2つの主要な構成要素から成り立っています。運動ニューロンは、単一の細胞である複数の筋線維を支配することもありますが、単一の筋線維を支配するのは1つの運動ニューロンだけです。

下部運動ニューロンは、体の中で最も多い筋肉である骨格筋を制御する送出ニューロンです。下部運動ニューロンの細胞体は、脊髄または脳幹にあります。脳幹にあるものは、脳神経を介して神経信号を伝達し、主に頭や首の筋肉を制御しています。脊髄から出た下位運動ニューロンは、脊髄神経に沿って信号を送り、主に手足や体幹の筋肉を制御します。

下部運動ニューロンが活動電位を発射すると、そのニューロンが支配するすべての骨格筋細胞が一度に収縮します。このように、モーターユニットは骨格筋の機能単位です。

下部運動ニューロンが支配する筋繊維の数、つまりモーターユニットの大きさは、筋肉の大きさや、動作の速さや正確さによって異なります。目や指の筋肉は、高速で正確な制御が必要なため、一般的に小さなモーターユニットによって制御されています。これらのユニットでは、運動ニューロンが少数の筋線維に接続しています。これに対して、四肢や体幹の動きを司る運動ユニットは、一般的に大きく、多くの筋線維から構成されています。