旋后肌属于前臂后群深层肌肉，位置较深，位于前臂上外部，起自肱骨外上髁和尺骨近侧端，肌束斜向下外并向前包绕桡骨，止于桡骨上1/3的前面，有桡神经深支及骨间后动、静脉穿过，旋后肌上部构成肘窝的底。
旋后肌是以其作用命名的肌肉，属于前臂深层肌群，受桡神经支配，收缩时可与肱二头肌及桡侧伸腕肌群协同完成前臂旋后动作。
旋后肌使前臂旋后的作用非常明显，在前臂处于旋后状态时，无论肘关节角度、动作速度或功率怎样，旋后肌均能产生显著的旋后力矩。
通常情况下，简单低功率的旋后动作仅需由旋后肌完成，肱二头肌保持相对静止。