大腿上共有四组主要肌肉群，从上到下依次是股四头肌、腘绳肌、臀大肌和内收肌。股四头肌像三层肉垫一样覆盖在大腿前侧，从髋关节到膝盖连成一片；腘绳肌藏在股四头肌后面，分成三块半腱肌、半膜肌和股二头肌；臀大肌像扇子一样铺在臀部和大腿连接处；内收肌则像网一样贴在内侧皮肤下方。这些肌肉组之间用肌腱和筋膜连在一起，像链条一样环环相扣。

具体来说，股四头肌占据大腿前2/3区域，由股直肌、股内侧肌和股外侧肌组成，肌纤维类型以I型慢肌为主（占65%），负责伸膝和维持膝关节稳定。腘绳肌位于股后1/3，包含半腱肌（长肌纤维占55%）、半膜肌（中长纤维占40%）和股二头肌（短纤维占45%），主要完成屈膝和髋后伸动作。臀大肌覆盖面积达200平方厘米，肌纤维以II型快肌为主（占70%），通过臀大肌筋膜止于髋臼，能产生最大水平方向的爆发力。内收肌群由耻骨肌、坐骨耻骨肌和耻骨坐骨肌组成，肌纤维比例接近股四头肌（I型60%+II型40%），负责髋关节内收和对抗外展。解剖学数据显示，健康成年男性大腿股四头肌横截面积平均为1800平方毫米，臀大肌为1200平方毫米，腘绳肌总横截面积达3000平方毫米，这些数据直接对应着深蹲、硬拉等动作的发力基础。