Cilia och flagella har en kärna som består av mikrotubulor som är anslutna till plasmamembran och ordnade i vad som kallas a 9 + 2 mönster. Mönstret heter så att det består av en ring av nio mikrotubulära paruppsättningar (dubbletter) som omger två singulära mikrotubuli. Detta mikrotubule-paket i ett 9 + 2-arrangemang kallas ett axoneme. Basen på cilia och flagella är ansluten till cellen genom modifierad centriol strukturer kallas basala kroppar. Rörelse produceras när de nio parade mikrotubulära uppsättningarna i axoneme glider mot varandra och får cilia och flagella att böjas. Det motoriska proteinet dynein ansvarar för att generera den kraft som krävs för rörelse. Denna typ av organisation finns i de flesta eukaryota cilia och flagella.
Cilia och flagellas primära funktion är rörelse. De är de medel som många mikroskopiska encelliga och multicellulära organismer rör sig från plats till plats. Många av dessa organismer finns i vattenhaltiga miljöer, där de drivs med av slagen av cilia eller piskliknande verkan av flagella.
protister och bakterieanvänd t.ex. dessa strukturer för att röra sig mot en stimulans (mat, ljus), bort från ett stimulus (toxin) eller för att behålla sin position på en allmän plats. I högre organismer används cilia ofta för att driva ämnen i önskad riktning. Vissa cilia fungerar emellertid inte i rörelse utan i sensing. Primär cilia, finns i vissa organ och fartyg kan känna förändringar i miljöförhållandena. Celler som beklär väggarna i blodkärl exemplifiera denna funktion. Den primära cilia i endotelceller i blodkärl övervakar kraften hos blod strömma genom fartygen.Både cilia och flagella finns i många typer av celler. Till exempel sperma av många djur, algeroch till och med ormbunkar har flageller. Prokaryotiska organismer kan också ha en enda flagellum eller mer. En bakterie kan till exempel ha: en flagellum belägen i ena änden av cellen (montrichous), en eller flera flageller belägna i båda ändarna av cellen (amfitrich), flera flageller i ena änden av cellen (lophotrichous) eller flagella fördelade runt cellen (Peritrika). Cilia finns i områden som luftvägar och reproduktionsvägar för kvinnor. I luftvägarna hjälper cilia att svepa slem som innehåller damm, bakterier, pollenoch annat skräp bort från lungor. I den kvinnliga reproduktiva kanalen hjälper cilia att sopa spermier i livmoderns riktning.