I microtubuli sono barre cave fibrose, che funzionano principalmente per aiutare a sostenere e modellare il cellula. Funzionano anche come percorsi lungo i quali organelli può muoversi attraverso il citoplasma. I microtubuli si trovano in genere in tutte le cellule eucariotiche e sono un componente del citoscheletro, nonché di ciglia e flagelli. I microtubuli sono composti dalla proteina tubulina.
I microtubuli svolgono un ruolo enorme nel movimento all'interno di una cellula. Formano le fibre del fuso che manipolano e separano i cromosomi durante il mitosi fase del ciclo cellulare. Esempi di fibre di microtubuli che aiutano nella divisione cellulare sono le fibre polari e le fibre cinetocore.
I microtubuli formano anche strutture cellulari chiamate centrioli e aster. Entrambe queste strutture si trovano nelle cellule animali, ma non nelle cellule vegetali. I centrioli sono composti da raggruppamenti di microtubuli disposti in uno schema 9 + 3. Gli aster sono strutture di microtubuli a forma di stella che si formano attorno a ciascuna coppia di centrioli durante la divisione cellulare. Centrioli e astri aiutano a organizzare l'assemblaggio di fibre del fuso che muovono i cromosomi durante la divisione cellulare. Ciò garantisce che ogni cellula figlia ottenga il numero corretto di cromosomi dopo mitosi o meiosi. I centrioli compongono anche ciglia e flagelli, che consentono il movimento delle cellule, come dimostrato nelle cellule spermatiche e nelle cellule che rivestono i polmoni e il tratto riproduttivo femminile.
Il movimento delle cellule è compiuto dal disassemblaggio e dal riassemblaggio di filamenti e microtubuli di actina. I filamenti di actina, o microfilamenti, sono fibre di bastoncini solide che sono un componente del citoscheletro. Le proteine motorie, come la miosina, si muovono lungo i filamenti di actina e fanno scorrere le fibre del citoscheletro una accanto all'altra. Questa azione tra microtubuli e proteine produce movimento cellulare.