Alfa(α)-tubulin og beta(β)-tubulin binder GTP, polymeriserer i (+)-enden og danner mikrotubuli. Tubuliner danner en superfamilie som i tillegg omfatter gamma(γ)-, delta(δ)-, epsilon(ε)- og zeta(ζ)-tubulin. Tubulinlignende molekyler er også funnet hos prokaryoter.
Cytoskjelettet bestående av mikrotubuli og aktinfilamenter styrer en rekke cellulære prosesser som celledeling og transport av organeller og vesikler i cellene. Påleiring av cellulosefibriller i celleveggen hos planter (kortikale mikrotubuli), cellulær symmetri og polaritet er styrt av mikrotubuli.
Separase og kinesiner (motoprotein) er proteiner som deltar i den dynamiske opp- og nedbyggingen av mikrotubuli. Separase er en cystein proteinase som hydrolyserer proteinet kohesin som binder sammen søsterkromatider under celledelingen.