從一些原核細胞和真核細胞表面伸出的、能運動的突起。鞭毛較長、數目少；纖毛較短，數目多；它們有相同的結構。細菌的鞭毛則有完全不同的結構。
鞭毛一般長約150微米，纖毛5～10微米，兩者直徑相近，為0.15～0.3微米。大多數動物和植物的精子都有鞭毛。精子及許多原生動物都以鞭毛或纖毛為運動器。在哺乳動物中，纖毛隻出現在一些特殊細胞的遊離面。如呼吸道的上皮細胞可借助纖毛的定向擺動排除粘液和粉塵。
軸纖絲橫切面的微管排列不是中心粒那樣的9+0式而是9+2式，即中心有一對由中央鞘包裹著的微管，外圍環繞以兩兩連接在一起的微管A和B組成的二聯體，共有9組。每一根中央微管的管壁由13根由微管蛋白聚合而成的纖絲組成。由於二聯體的兩根微管相互嵌合，有三條公用的纖絲，所以微管A有13根纖絲，微管B有14根，其中3根為A、B兩管共有。從微管A以一定間隔伸出二聯臂，因其含有動力蛋白，也稱動力臂。二聯體與中央鞘以輪輻相接觸（圖1）。
基粒的結構像中心粒一樣是9+0型，但它的9組微管是三聯體。纖毛或鞭毛二聯體中的微管，就是從基粒三聯體中兩根微管延伸出來的。延伸的方式是從微管遠端添加微管蛋白組份。
從二聯體中所提取到的蛋白質，除去微管蛋白和動力蛋白以外，還有連接蛋白。動力蛋白具有ATP酶活性，可水解ATP以提供纖毛或鞭毛運動所需的能量。連接蛋白連接二聯體，起加固作用。
鞭毛和纖毛的運動是由於它們局部彎曲，從基部向頂端波浪式地推進的結果。由於微管二聯體的長度不變，推測這種局部彎曲是由於相鄰的兩根微管二聯體沿長軸滑動引起的。設想其機制是一系列輪輻沿中央鞘逐漸移位，結果造成相鄰微管二聯體的相對滑動，從而使鞭毛或纖毛局部向一側彎曲(圖2）。局部滑動所需的能量是由相鄰的兩條微管二聯體之間動力蛋白臂連續發生周期變化導致ATP周期性水解提供的。
細菌鞭毛的結構和化學成分都與真核細胞的鞭毛完全不同，不存在9+2的微管型式，而是由2～5條，寬約40～50埃的微絲組成，其蛋白質成分是鞭毛蛋白。除螺旋體外，其他細菌的鞭毛都沒有質膜包被。雖然它們的基底也深入到原生質內的顆粒中，但這種顆粒與基粒毫無相似之處。細菌鞭毛運動的能源不是ATP，據認為是來源於細胞膜的電子傳遞系統產生的一種電化學梯度。