O principal centro organizador dos microtúbulos (MTOC) nas células animais é o centrossomo. Um centrossomo tem dois centríolos cilíndricos em seu núcleo. Cada centríolo consiste em nove conjuntos de três microtúbulos mantidos juntos por proteínas. Os centríolos são posicionados em ângulos retos entre si e cercados por uma nuvem de proteína disforme chamada matriz pericentriolar ou material pericentriolar (PCM).

Para garantir que cada célula-filha receba um centrossomo após a divisão celular, a duplicação do centrossomo começa no início do ciclo celular. A duplicação do centrossomo é rigidamente regulada por controles do ciclo celular - como a quinase dependente de ciclina 2 (Cdk2) - para evitar que ocorra mais de uma vez por ciclo celular. Assim, no momento em que a célula atinge a mitose, ela tem dois centrossomas

A duplicação do centrossomo coincide com as fases do ciclo celular. Durante a fase G₁ do ciclo celular, os dois centríolos no centrossomo se separam, um processo chamado desorientação do centrossomo.

Durante as fases G₁ e S, os centrossomas são duplicados. Um novo centríolo, chamado procentríolo, começa a se formar e se alongar na base de cada um dos dois centríolos existentes. Os procentríolos se alongam através de S e G₂ até ficarem tão grandes quanto os centríolos mais antigos. Os quatro centríolos permanecem próximos dentro do PCM aumentado até que a célula entre em mitose.

Durante a fase G₂, a γ-tubulina e outras proteínas PCM se acumulam no centrossomo, um processo chamado maturação do centrossoma.

Durante a transição entre as fases G₂ e M, os centrossomas começam a se separar. Os dois centríolos-mãe se desconectam e as proteínas motoras dos microtúbulos separam os dois centrossomas.

Erros na regulação do centrossomo podem causar anormalidades no número de cromossomos e centrossomas. Anormalidades do centrossomo e defeitos na progressão do ciclo do centrossomo estão implicados em várias doenças, principalmente câncer. As proteínas supressoras de tumor e os oncogenes estão ligados a alterações prejudiciais nos centrossomas das células tumorais, tornando essas proteínas um alvo de tratamento atraente.