Każdy protofilament będący linearnym łańcuchem dimerów tubuliny ułożonych na przemian wzdłuż całego łańcucha ma strukturalną biegunowość wynikającą z naprzemiennego ułożenia α i β-tubuliny z czego na jednym końcu eksponowana jest α-tubulina a na drugim β-tubulina.
Dzięki takiemu zorganizowaniu wszystkich protofilamentów cała mikrotubula ma strukturalną biegunowość, koniec z α-tubuliną nazywany jest końcem minus (−) lub biegunem A, a koniec z β-tubuliną nazywany jest końcem plus (+) lub biegunem D. Polarność mikrotubuli, czyli zróżnicowanie jej końców pod względem chemicznym jak i zachowania się ma ogromne znaczenie nie tylko dla montażu, ale również dla funkcji, jaką ma pełnić po uformowaniu np. określanie kierunku transportu wewnątrzkomórkowego.
center
Organizacja mikrotubul thumb|Przekrój poprzeczny przez aksonemę, widoczne struktury: 1A i 1B – zewnętrzne pary mikrotubul, 2 – para mikrotubul centralnych, 3 – zewnętrzne ramię dyneinowe, 4 – centralne ramię, 4 – białko poprzeczne, 5 – neksyna, 6 – błona komórkowa Ośrodkiem organizacji mikrotubul kontrolującym ich liczbę, umiejscowienie i orientację w cytoplazmie komórek zwierzęcych jest centrosom zawierający dwie centriole.