Mikrotubule są pustymi rurami o średnicy około 20 do 25 nanometrów, które działają w ruchu komórkowym i zapewniają strukturę w komórce. Te rurki składają się z podjednostek, zwanych heterodimerami, złożonych z dwóch blisko spokrewnionych cząsteczek, zwanych alfa-tubulina i beta-tubulina, które są ze sobą związane strukturalnie. Każda jednostka mikrotubuli składa się ze ściany zbudowanej z 13 podjednostek heterodimerów alfa i beta-tubuliny zwanych protofilamentami.
Po jednej stronie mikrotubuli zostaje odsłonięta alfa-tubulina. Jest to strona dodatnia, co oznacza, że jest to miejsce, w którym rośnie mikrotubula. Drugi koniec zawiera eksponowaną beta-tubulinę; to jest minus, który się skraca. W komórce mikrotubule są nieustannie rozkładane i ponownie łączone.
Substancje wewnątrz komórki ciągle się poruszają. Dodatkowo, czasami nawet same komórki muszą się poruszać w swoim środowisku. Mikrotubule poruszają organelle w komórce, zapewniając trasę lub ścieżki, wzdłuż których poruszają się organelle. Podczas podziału komórki chromosomy są ciągnięte do przeciwnych końców komórki dzielącej przez mikrotubule. Niektóre komórki poruszają się za pomocą rzęsek, które są włoskowatymi projekcjami i wici, struktur przypominających małe bicze. Mikrotubule tworzą rzęski i wici.
Mikrotubule są częścią systemu składającego się z kilku składników współpracujących ze sobą, zwanych cytoszkieletem. Inne składniki cytoszkieletu to mikrofilamenty i pośrednie włókna ciągłe.
