Sarkomer (Grekçe: σάρξ sarx "et", μέρος meros "kısmı") bir çizgili kas dokusunda iki Z bandı arasında yer alan birim. İskelet kasları, miyogenez sonucu oluşan, kas lifi veya miyofiber olarak da bilinen boru şekilli kas hücrelerinden oluşmaktadır. Kas lifleri çok sayıda tübüler miyofibril içermektedir. Bu miyofibriller, mikroskop altında tekrarlanan koyu ve açık renkli bantlar olarak görünen sarkomerlerin bölümlerinden oluşur. Sarkomerler, bir kas kasıldığında veya gevşediğinde birbirini geçen filamanlar olarak uzun, lifli proteinlerden oluşur. Kostamer, sarkomeri sarkolemmaya bağlayan farklı bir yapıdır.
Sarkomerde yer alan önemli iki protein olan miyosin kalın filamenti, aktin ise ince filamenti oluşturur. Miyozinin uzun, lifli bir kuyruğu ve aktine bağlanan küresel bir kafa kısmı vardır. Miyozin başı ayrıca kas hareketi için enerji kaynağı olan ATP'ye bağlanmaktadır. Miyozin aktine ancak aktin üzerindeki bağlanma yerleri kalsiyum iyonlarına maruz kaldığı takdirde bağlanabilir.
Aktin molekülleri, sarkomerin sınırlarını oluşturan Z bandına bağlıdır. Diğer bantlar sarkomer gevşediğinde ortaya çıkar.
Biceps kasından bir kas lifi 100.000 kadar sarkomer içerebilir. Düz kas hücrelerinin miyofibrilleri sarkomerlerden oluşmamaktadır.