秋水仙素是一种生物碱, 能够与微管特异性结合。秋水仙素结合到未聚合的微管蛋白二聚体上。在每一个二聚体上有一个与秋水仙素高亲和结合位点和一个低亲和的结合位点, 后一个结合位点在秋水仙素浓度较低的情况下可能没有作用。从机理上看, 秋水仙素同二聚体的结合, 形成的复合物可以阻止微管的成核反应。秋水仙素和微管蛋白二聚体复合物加到微管的正负两端, 可阻止其它微管蛋白二聚体的加入或丢失。所以秋水仙素定位到微管的末端, 改变了微管组装和去组装稳定状态的平衡, 其结果破坏了微管的动态性质。
不同浓度的秋水仙素对微管的影响不同。用高浓度的秋水仙素处理细胞时, 细胞内的微管全部解聚, 但是用低浓度的秋水仙素处理动物和植物细胞, 微管保持稳定, 并将细胞阻断在中期。将这种处理的细胞用无秋水仙素的溶液洗涤之后, 细胞的分裂功能恢复正常, 这对于获得同步化的细胞非常有用。