关于精子尾运动的三维空间模型,有许多相互矛盾之处,这可能是因为拍下来的照片基本上都是二维结构。但是,共识认为,在一平面上有一个主要的波状运动从基部传到尖端,该平面相当于精子头的宽面。附加在这个运动波上的一个旋转成分引起一种螺旋形运动。但是还不清楚这一旋动成分是顺时针方向还是反时针方向的。
当从基部向尖端看时,人精子头与头的凝集常向反时针方向转动,也就是与轴丝外周纤维的小臂方向相反。如果轴丝以某种方式传导一个收缩脉冲的话,那么这一冲动将会沿同一方向通过这条轴丝。
精子内有在肌肉收缩中起重要作用的三磷酸腺苷和三磷酸腺苷酶(atp酶),它们在生能反应和精子运动之间建立了联系。就象atp在肌纤维收缩时提供大量能量一样,atp的分解为精子纤维收缩提供大量所需的能量。精子消耗的atp,可以通过果糖酵解生能反应和呼吸作用得到补充。
代谢过程产生能量(atp是其最终形式)传给能够把化学位能转变为机械动能的结构。这种能量供应,部分由介质的底物代谢得到补充,部分由原位代谢途径产生,其中包括三磷酸腺苷酶。鞭毛运动的启动,似乎部分是通过第二信使环一磷酸腺苷(camp)和环一磷酸鸟苷(cgmp)依靠内分泌控制的。但是,在一连串反应中,主要靠钙离子激活的蛋白质复合体来启动鞭毛运动。