O fuso mitótico separa as cromátides irmãs e as move para lados opostos da célula durante a anáfase da mitose.

As estruturas fundamentais do fuso mitótico são cilindros ocos chamados microtúbulos. Dois conjuntos de microtúbulos estão dispostos em extremidades opostas, ou pólos, do fuso mitótico.

Cada microtúbulo tem uma extremidade negativa e uma extremidade positiva. As extremidades negativas dos microtúbulos se encontram no centro dos pólos do fuso. As extremidades positivas se estendem para fora dos pólos.

Existem diferentes tipos de microtúbulos com posições e papéis distintos no fuso mitótico.

Os microtúbulos do cinetócoro ligam os cromossomos ao pólo do fuso, ligando-se em suas extremidades positivas aos cinetocoros. Os cinetocoros são grandes complexos proteicos montados no centrômero da cromátida, uma sequência de DNA especializada que liga as cromátides irmãs.

O arranjo dos microtúbulos interpolares se assemelha a um par de mãos entrelaçadas. A extremidade positiva de um microtúbulo interpolar se sobrepõe à extremidade positiva de outro microtúbulo interpolar que se estende do pólo oposto. As proteínas motoras associam-se aos microtúbulos interpolares para direcionar a montagem do fuso.

Os microtúbulos astrais ancoram o fuso na célula. Esses microtúbulos se assemelham coletivamente a uma explosão de estrelas, com cada extremidade positiva projetando-se para fora do pólo do fuso para o córtex celular.

Na maioria das células animais, os microtúbulos são organizados em torno de uma organela chamada centrossomo. Um centrossomo está presente em cada pólo do fuso.

Um centrossomo consiste em dois centríolos cercados por uma massa disforme de proteínas chamada matriz pericentriolar. O centrossoma produz, organiza e ancora microtúbulos na célula.

Duas famílias de proteínas motoras são essenciais para a construção e operação do fuso mitótico: proteínas relacionadas à cinesina e dineína. Normalmente, as proteínas relacionadas à cinesina se movem em direção às extremidades positivas dos microtúbulos e a dineína se move em direção às extremidades negativas.

A polaridade intrínseca do fuso mitótico e seus microtúbulos facilita a segregação mitótica dos cromossomos, preparando a célula para a divisão.