A cauda móvel do espermatozóide é formada por um flagelo longo, cujo axonema central deriva de um corpo basal situado exatamente atrás do núcleo. O axonema consiste em dois microtúbulos centrais simples circundados por nove pares de microtúbulos dispostos simetricamente.

     O flagelo do espermatozóide de mamíferos difere dos demais porque o padrão 9+2 microtúbulos está circundado por fibras densas externas, que são rígidas e não contráteis, acreditando-se que restrinjam a flexibilidade do flagelo, e protejam-no de forças de torção.

    O dobramento ativo do flagelo é causado pelo deslizamento dos pares de microtúbulos adjacentes entre si, controlado por proteínas motoras chamadas dineínas, as quais utilizam a energia da hidrólise do ATP gerado pelas mitocôndrias da bainha mitocondrial da peça intermediária da cauda para o deslizamento dos microtúbulos.