从结构上看，相邻两细胞间的紧密连接是靠紧密蛋白颗粒重复形成的一排排的索将两相邻细胞连接起来，这些蛋白质颗粒的直径只有几个纳米，它们形成连续的纤维，就像是焊接线一样，将相邻细胞间连接起来，并封闭了细胞间的空隙。

紧密连接属于不通透连接，普遍存在于脊椎动物体内各种上皮和内皮细胞以及毛细胆管和肾小管等，多见于胃肠道上皮细胞之间的连接部位。在相邻的两个细胞有紧密连接的区域的质膜形成索条，索条呈圆筒状，借助特定的蛋白质和二价阳离子，使两个索条紧密并列在一起，从而封闭了细胞之间的间隙，使大分子物质难以通透，而只允许水分子和离子从索条衔接处的小孔透过。质膜形成的索条带交织成网状，以增加紧密连接的面积和密度，更有效地防止大分子在细胞之间穿行。另外，索条与胞质内的细丝相连，可加强细胞韧性，使紧密连接也能起一定的机械支持作用。紧密连接有很重要的生理作用，如脑血管内皮细胞的紧密连接形成密集的屏障，以阻止血液与脑细胞外液相混等等。用蛋白水解酶和EDTA等可以使紧密连接分离。