Elektronenmikroskopisch sind Purkinje-Fasern durch den Organellenreichtum (Golgi-Komplex, Mitochondrien, sarkoplasmatisches Retikulum) und grosse Glykogenansammlungen, welche als dunkle Granula imponieren, gekennzeichnet. Myofibrillen kommen dagegen seltener vor als in der Arbeitsmuskulatur.