Mikrotubule Spiralne białka zbudowane z cząsteczek tubuliny. Komórka wytwarza dwa główne rodzaje tego białka: α- i β-tubulinę. α-tubulina łączy się z β-tubuliną tworząc heterodimery, z których powstają mikrotubule. Każda mikrotubula ma średnicę 25 nanometrów, więc jest kilkakrotnie grubsza od mikrofilamentu aktynowego. Ściany mikrotubuli są zbudowane z trzynastu długich włókienek utworzonych przez naprzemiennie leżące cząsteczki α- i β-tubuliny. Komórka przez cały czas przebudowuje swoje mikrotubule, dodając do nich nowe cząsteczki tubuliny (polimeryzacja) albo odrywając tubulinę od mikrotubul (depolimeryzacja). Te procesy są tak szybkie i dynamiczne, że pojedyncza mikrotubula istnieje tylko przez około dziesięciu minut.
Mikrotubula ma dwa końce. Koniec dodatni (plus end) wydłuża się o wiele szybciej niż koniec ujemny (minus end). Ujemne końce mikrotubul w większości komórek zwierzęcych leżą przy jądrze komórkowym, w centrosomie. Mikrotubule promieniście rozchodzą się po całej cytoplazmie, więc ich końce dodatnie znajdują się w różnych miejscach komórki, a ich położenie bezustannie się zmienia. Nowe mikrotubule powstają w mikrosomie i później ‘rosną’ w kierunku innych części komórki. Do mikrotubul przyczepiają się różne białka określane wspólną nazwa MAP (microtubule-associated proteins, białka towarzyszące mikrotubulom).