Длинные и тонкие трубчатые образования — это свободные микротрубочки в цитоплазме, а также структурные элементы центриолей, базальных телец, нитей веретена и жгутиков.
Микротрубочки состоят из тубулина, занимающего по количеству второе (после актина) место среди белков эукариотических клеток. Молекула его представляет собой димер длиной 8 нм из субъединиц — гликопротеидов альфа- и бета-тубулина, которые ковалентно связаны между собой дисульфидными мостиками. Молекулярная масса каждой субъединицы 55 000).
Димеры нековалентно соединены в нити — протофиламенты.
Каждая микротрубочка (диаметром в 24 нм и длиной в несколько микрометров) построена из 13 протофиламентов и небольшого числа молекул низкомолекулярных тау-белков и высокомолекулярных ассоциированных белков.