在17世紀末光學顯微鏡初露鋒芒的時候，研究者們已經在單細胞中觀察到皮鞭狀的“尾巴”結構。通常情況下，細胞上一到兩條尾巴（鞭毛）通過由底部傳遞至頂端的規律性波動，推動了細胞在水性介質中運動。在肺部等器官的上皮組織中，細胞被大量的纖毛覆蓋，這些纖毛可以推動表層黏液的移動。在氣管中，纖毛通過來回擺動，使得黏液層不斷向喉部方向移動，從而防止呼吸道中潛在的感染性介質的積聚。
有些細菌同樣具有鞭毛，但其結構相對簡單，像一個剛性的螺旋狀尾巴，其工作模式則如螺旋槳一般，通過分子馬達在底部旋轉的方式實現擺動。真核生物的纖毛與鞭毛在細胞內固定於一個被稱為基底體的結構中，在其長度允許範圍內，可以通過軸絲（axoneme，由微管所組成）結構產生鞭狀運動。引用唐·福塞特（Don Fawcett）在1961年的經典著作《細胞》中的一句話：“沒有什麽細胞活動比纖毛與鞭毛運動更能吸引細胞學家了。”1887年，詹森（Jensen）利用顯微鏡載玻片與蓋玻片將**鞭毛壓扁，發現**尾部被“磨成了許多纖維狀物”。大約60年後，電子顯微鏡證實了這一點。英國植物學家艾琳·曼頓（Irene Manton）通過美國戰後“租借”係統獲得了早期的電子顯微鏡，進而發現所有植物鞭毛中都含有與動物鞭毛一樣的11種纖維，從而證實了鞭毛結構在整個進化過程中是非常保守的。“標準”的軸絲結構由位於中央的一對微管與周圍的9條小管組成（圖6d）。在細胞內，基底體由9個三聯體微管組成的短圓筒形結構組成，但其中缺少中央微管結構。