Le cytosquelette est composé de trois types principaux de filaments: les microtubules, les microfilaments et les filaments intermédiaires. Chacun de ces éléments a une structure unique et sert des fonctions spécifiques dans la cellule. Les microtubules, les plus larges, sont dynamiques et peuvent s'assembler et se désassembler rapidement. Les microfilaments sont les plus fins et impliqués dans des processus tels que la cytokinese et les mouvements amiboïdes. Les filaments intermédiaires sont plus stables et apportent une structure robuste aux cellules.

L'une des principales fonctions du cytosquelette est de maintenir la forme de la cellule. Il fournit un échafaudage interne qui résiste aux pressions mécaniques. Le cytosquelette est aussi essentiel pour l'ancrage des organites cellulaires, gardant les organites comme les mitochondries et l'appareil de Golgi en place au sein de la cellule. En outre, il est vital pour les mouvements intracellulaires, tels que la migration des vésicules et des organites, grâce aux actions concertées des protéines motrices et des voies de microtubules. Le cytosquelette joue également un rôle crucial dans la division cellulaire, en formant le fuseau mitotique lors de la mitose.

Les éléments du cytosquelette n'agissent pas en isolation. Ils interagissent les uns avec les autres ainsi qu'avec d'autres composants cellulaires pour exécuter leurs fonctions. Par exemple, les microfilaments peuvent s'associer aux microtubules grâce à des complexes protéiques spécifiques, pour faciliter les mouvements de la cellule tout entière. La régulation du cytosquelette est assurée par diverses protéines de régulation qui contrôlent l'assemblage et le désassemblage des filaments, répondant aux signaux intra- et extracellulaires. Des mécanismes complexes comme la phosphorylation par des kinases ou la liaison d'ADP/ATP régulent la dynamique des filaments.