São organelas citoplasmáticas constituídas por nove trincas de microtúbulos ligados entre si, formando um tipo de cilindro. Estão localizados geralmente no citoplasma, próximo ao núcleo em uma região denominada de centrossomo. Não possui membrana lipoprotéica. Normalmente, as células possuem um par de centríolos posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente. Dois centríolos dispostos perpendicularmente formam um diplossomo. Os centríolos originam estruturas locomotoras denominadas cílios e flagelos, que diferem entre si quanto ao comprimento e número por célula e possuem um eixo de sustentação chamado axonema (envolvido por uma membrana lipoproteica).

Exercem vital importância no processo de divisão celular. Durante os processos mitóticos e meióticos, feixes de microtúbulos e microfibrilas são sintetizados no citoplasma (e recebem o nome de ásteres) e posicionados de modo a uma de suas extremidades ficar ligada ao centríolo, enquanto a outra extremidade prende-se ao centrômero do cromossomo. Esta polarização e os microtúbulos associados são conhecidos como fuso mitótico. O próprio centríolo é duplicado, e cada novo centríolo com os microtúbulos associados migra para uma extremidade da célula, puxando para si cada estrutura originada na reprodução celular. O centríolo, portanto, age como organizador das estruturas celulares durante sua reprodução. Acredita-se que haja outras funções para os centríolos durante a interfase. Originam cílios e flagelos, que são responsáveis por inúmeras atividades dependendo do tipo de organismo.