包裹心腔的部分叫心壁。心壁是由心内膜、心肌、心外膜3层构成的，其中最厚的为心肌层。心壁在不同部位，由于负荷量不同，厚薄相差很大。两心房较薄；右心室次之，可达2～3mm；左心室最厚，可达9～12mm。心壁厚度发生变化，尤其某一部分发生变化，多是心脏病的某一表现。

心壁从内向外由心内膜、心肌层和心外膜组成，心肌层是构成心壁的主要部分。心壁3层结构分别与连接心的大血管的3层膜相对应。心房壁和心室壁以及主动脉和肺动脉起始部都附着于心的纤维支架上。纤维支架将这几部分连接起来，并为房室瓣和主、肺动脉瓣提供附着处，在心肌的收缩和舒张及瓣膜的开启和关闭时，起到力学支点的作用。

心内膜

心内膜(endocardium)是覆被于心腔内面的一层滑润的膜，与出入心的血管内膜相延续，它由内皮(endothelium)和内皮下层(subendothelial layer)构成。内皮与大血管的内皮相延续，为一层多边形内皮细胞组成，位于薄层连续的基膜上。内皮下层位于基膜外，临床上所指的心内膜炎主要是这层的病变；该层由结缔组织构成，可分为内、外两层：内层薄，由成纤维细胞、胶原纤维和弹性纤维构成，其中含少量平滑肌肌束，尤以室间隔处较多；外层较厚，靠近心肌层，又称心内膜下层，为较疏松的结缔组织，含有小血管、淋巴管和神经以及心传导系的分支。乳头肌和腱索处无心内膜下层。心内膜各部的厚度不同，在心室和心耳处的心内膜较心房和室间隔上的心内膜薄，主动脉口和肺动脉处的心内膜最厚，而肉柱上的心内膜最薄。左房的心内膜比右房的心内膜厚。各心瓣膜都由心内膜向心腔折叠而成，中间夹有薄层致密结缔组织。

心肌层

心肌(myocardium)层为构成心壁的主体，包括心房肌和心室肌两部分。心房肌最薄，附着于心纤维骨骼的上面；心室肌较厚，其中左心室肌最厚，附着于心纤维骨骼的下面。心房肌和心室肌并不直接相连，这也保证了心房肌和心室肌不同时收缩，心房肌收缩在前，心室肌收缩在后。心肌层由心肌纤维和心肌间质组成。心肌纤维呈分层或束状。心肌间质内有结缔组织，含有心肌胶原纤维、弹性纤维、血管、淋巴管、神经纤维及一些非心肌细胞成分、如成纤维细胞等，这些结构成分充填于心肌纤维之间，在心肌局部损伤修复时大量增加。心肌本身分化程度较高，再生修复能力很低。

心外膜

心外膜(epicardium)即浆膜性心包的脏层，包裹在心肌表面。表面被覆一层间皮，由扁平上皮细胞组成。间皮深面为薄层结缔组织，在大血管与心接口处，结缔组织与血管外膜相连。深层含有胶原纤维、弹力纤维、血管和许多神经纤维，也有不定量的脂肪组织，脂肪的含量与年龄及身体胖瘦程度有关，亦有人将此层称为心外膜下层(subepicardium)。心房的心外膜下层，尤其是冠状血管周围和冠状沟附近，脂肪组织较多。心外膜的组织结构使其具有较大的弹性，以适应心舒缩功能。