是直径为24-26nm的中空圆柱体。外径平均为24nm，内径为15nm。微管壁大约厚5nm，微管通常是直的，但有时也呈弧形。细胞内微管呈网状和束状分布，并能与其他蛋白共同组装成纺锤体、基粒、中心粒、纤毛、鞭毛、轴突、神经管等结构。
微管是由微管蛋白异源二聚体为基本构件，螺旋盘绕形成微管的壁。在每根微管中微管蛋白二聚体头尾相接，形成细长的原纤维（protofilament），13条这样的原纤维纵向排列组成微管的壁。