Mikrotubuli (ental: mikrotubulus) er en af de væsentligste komponenter i cellens cytoskelet. De har form af små rør opbygget af proteinet tubulin med en diameter på ca. 25 nm, hvorimod længden kan variere fra et par mikrometer helt op til en millimeter (i nervecellernes axoner). Mikrotubuli tjener forskellige strukturelle og transportrelaterede funktioner internt i cellen og indgår i mange cellulære processer, herunder bl.a. celledeling, cytokinese og vesikeltransport.