秋水仙素是一種生物堿, 能夠與微管特異性結合。秋水仙素結合到未聚合的微管蛋白二聚體上。在每一個二聚體上有一個與秋水仙素高親和結合位點和一個低親和的結合位點, 后一個結合位點在秋水仙素濃度較低的情況下可能沒有作用。從機理上看, 秋水仙素同二聚體的結合, 形成的復合物可以阻止微管的成核反應。秋水仙素和微管蛋白二聚體復合物加到微管的正負兩端, 可阻止其它微管蛋白二聚體的加入或丟失。所以秋水仙素定位到微管的末端, 改變了微管組裝和去組裝穩定狀態的平衡, 其結果破壞了微管的動態性質。
    不同濃度的秋水仙素對微管的影響不同。用高濃度的秋水仙素處理細胞時, 細胞內的微管全部解聚, 但是用低濃度的秋水仙素處理動物和植物細胞, 微管保持穩定, 并將細胞阻斷在中期。將這種處理的細胞用無秋水仙素的溶液洗滌之后, 細胞的分裂功能恢復正常, 這對于獲得同步化的細胞非常有用。