动物对运动**方式的需求推动了不同的机械强度的产生。不管是贝壳、昆虫与甲壳动物的外骨骼，还是鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类以及哺乳动物的内骨骼，总之生命体需要组建一个骨架。在任何情况下，骨骼物质都是由细胞所分泌的蛋白质构成的。而在某些情况下，这些物质还会发生矿化以实现进一步的刚性特性。这种物质便是细胞外基质。在单个的动物细胞内，其机械强度由一组被称为中间丝的蛋白所提供。中间丝宛如一条高强度却柔韧的电缆，贯穿整个细胞中。位于组织中的细胞则通过一种被称为桥粒（desmosome）的强化膜连接结构与其邻近细胞相连接。桥粒可被中间丝锚定，在整个组织中提供一个张力网络。

中间丝之所以被这样命名，是因为它们的直径长度（10纳米）介于微丝（6纳米）与微管（25纳米）之间。肌动蛋白丝与微管在每个细胞（包括植物）中都具有相同的结构，细胞核中的中间丝（核纤层蛋白）也具有相同的结构，但细胞质中的中间丝会根据其组织类型及胚胎起源的不同而发生特化。结缔组织中的细胞表达有特征性的波形蛋白（一种特化的中间丝），神经组织中表达神经丝，而结蛋白则是脊椎动物肌肉的特征。角蛋白是在上皮细胞中所发现的一大类中间丝，它们参与形成了皮肤的结构蛋白。细胞分泌至胞外的角蛋白形成了头发、羊毛、指甲、角以及蹄。这些“硬的”角蛋白是相当稳定的细胞外分泌物，因此不具备生命特征。而在细胞内，还存在许多其他类型的细胞质角蛋白，它们则呈现出动态的特点。角蛋白的突变会引起皮肤受损，导致一种被称为大疱性表皮松解症的疾病发生。患有此病后，即使是轻微的摩擦也会导致皮肤起泡，对于新生儿而言甚至会引发生命危险。