미세소관은 세포 내에서 다양한 용도로 사용되는데, 편모와 섬모를 구성하여 세포에 운동 능력을 부여하거나, Motor protin[1]의 도로로 쓰이기도 한다. Motor protin을 통해 신호전달물질을 운송하면 신호전달 통로로도 기능한다. 또한 양 끝에 분자 모터를 달아 기동하면 미세소관 자체를 견인 줄로 사용할 수 있는데, 가장 잘 알려진 예로 세포 분열 시 염색체와 소기관들을 재배치하는 작업이 있다(방추사). 미세소관 자체는 서로 붙일 경우 근섬유처럼 슬라이딩하는 특성을 보이는데, 이를 통해 세포의 모양을 변형시킬 수 있다. 식물 세포의 경우 세포벽을 합성하는 역할도 한다.