胸小肌起于第3-5肋骨，肌束向上外方，止于肩胛骨喙突，位于胸廓外肌层的深层，在胸大肌下部，被内含疏松结缔组织和2-3个胸肌淋巴结的胸肌间隙相隔。
胸小肌与胸壁前外侧相接，下部与疏松结缔组织、淋巴结、血管等相邻，是构成腋窝的前壁结构之一。
胸小肌为躯干部的一种骨骼肌，属于扁肌，包括肌腹和肌腱两部分，肌腹为肌性部分，主要由肌纤维即肌细胞组成，肌细胞间有少量的结缔组织、血管、淋巴管及神经，因呈细长纤维形，又称为肌纤维，其细胞膜称肌膜，细胞质称肌浆。
致密结缔组织包裹在整块肌肉外面形成肌外膜。肌外膜的结缔组织伸入肌肉内，分隔包裹形成肌束，包裹肌束的结缔组织称肌束膜，分布在每条肌纤维外面的结缔组织称肌内膜，肌腹柔软有收缩能力。
肌腱主要由平行致密的胶原纤维束构成，强韧而无收缩功能，其抗张强度为肌腹的100多倍，肌多借肌腱附着于骨骼。