Anatomicamente, la macula densa è costituita da un breve tratto del tubulo renale nel quale le cellule assumono particolari caratteristiche, apparendo piccole, con scarso citoplasma e nuclei ravvicinati. Quest'ultima caratteristica conferisce alla macula densa, in microscopia ottica, il caratteristico aspetto "affollato" dei nuclei che ne giustifica il nome. La membrana basale delle cellule è in continuità con quella delle cellule granulari e agranulari dell'apparato iuxtaglomerulare.