Tubulin je sferni protein, koji se obično nalazi u eukariotskim stanicama, koji dolazi u mnogim oblicima, od kojih svi igraju vitalnu ulogu u strukturi i funkciji stanice. Alfa i beta oblici ovih proteina osnovni su građevni blokovi mikrotubula, jedne od glavnih komponenti citoskeleta stanice. Gama tubulin, treći oblik ove obitelji proteina, radi zajedno s drugim proteinima na pokretanju stvaranja mikrotubula u procesu koji se naziva nukleacija mikrotubula. Još dva proteina iz ove obitelji, varijante delta i epsilon, mogu igrati ulogu u staničnoj mitozi, iako istraživanja o tim proteinima nisu tako opsežna. Poznato je da su većina oblika tubulina heterodimerni proteini, što znači da se sastoje od dvije neidentične polipeptidne sekvence povezane zajedno.
Prije nego što alfa i beta oblici tubulina počnu raditi na stvaranju mikrotubula u procesu poznatom kao polimerizacija, gama oblik najprije mora osigurati okvir kombiniranjem s drugim proteinima kako bi se formirala struktura koja se zove gama tubulinski prstenasti kompleks (y-TUrc). Nakon što se y-TUrc formira, može doći do polimerizacije koristeći y-TUrc kao platformu. Gama oblik proteina obično se nalazi u staničnoj organeli poznatoj kao centrosom, koji je centar organizacije mikrotubula (MTOC).
Proces polimerizacije obično se odvija u MTOC-u, a uključuje alfa i beta proteinske oblike koji se vežu na nukleotid poznat kao gvanozin trifosfat (GTP). Dok su vezani za GTP, dimeri tubulina sami se slažu u duge polimerne lance zvane protofilamenti, koji su raspoređeni izmjenom oblika alfa i beta proteina. Ti se protofilamenti zatim pakiraju zajedno u šuplja vlakna koja su mikrotubule. Mikrotubule su važan dio citoskeleta stanice i igraju vitalnu ulogu u održavanju oblika i strukture stanice. Oni su u stanju mijenjati formaciju kako bi pomogli u izvršavanju staničnih funkcija poput mitoze i transporta vezikula, dijelom zbog fleksibilne prirode alfa i beta tubulina.
Nekada se smatralo da se ti proteini pojavljuju samo u eukariotskim stanicama. Međutim, 1950-ih je otkriveno da prokariotske stanice, točnije bakterije, posjeduju protein pod nazivom Filamenting temperaturno osjetljiv mutant Z (FtsZ) koji je homologan obitelji proteina tubulina. FtsZ je kodiran ftsZ genom i komponenta je prokariotskog citoskeleta. On igra ulogu u diobi stanica prokariota, stvarajući strukturu zvanu FtsZ prsten koji je od vitalnog značaja za stvaranje novih staničnih stijenki. FtsZ prsten se također koristi u nekim eukariotskim stanicama za diobu kloroplasta i nekih vrsta mitohondrija.