C’est le plus long segment du néphron. Il est situé uniquement dans la corticale rénale  il est aussi le plus large. Il est bordé par un épithélium prismatique simple, dont le pôle apical comporte une bordure en brosse (microvillosités). Il présente également de nombreux replis baso-latéraux renfermant des mitochondries, responsable de l’éosinophilie du cytoplasme. 70 % de l’eau, du glucose, du sodium, du potassium et du chlore présent dans l’urine primaire sont réabsorbés à ce niveau. Il est situé après la capsule glomérulaire et avant l’anse de Henle ; il participe à la réabsorption de certaines substances.