Les spermatozoïdes d’oursins peuvent être obtenus en grande quantité, car les oursins, comme de nombreux invertébrés marins, se livrent à un frai diffus, c’est-à-dire qu’ils libèrent de grandes quantités de gamètes dans l’eau de mer. Le sperme non dilué contient une grande quantité de spermatozoïdes – jusqu’à 1010 – 1011 cellules/ml ! 
Un mâle Arbacia punctulata frayant son sperme blanchâtre. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
Les spermatozoïdes nagent au moyen d’un flagelle proéminent, composé d’un noyau de microtubules, dont le glissement est actionné par la dynéine flagellaire. Ce réseau de microtubules et de protéines motrices et de liaison associées est appelé axonème. La partie centrale du spermatozoïde contient un réseau proéminent de mitochondries, qui sont nécessaires pour produire d’énormes quantités d’ATP, dont l’hydrolyse alimente les changements de conformation de la dynéine flagellaire qui médient le glissement des microtubules. 
Image reproduite avec l’aimable autorisation de Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
La plupart des flagelles, comme les cils, ont une structure caractéristique « 9+2 », c’est-à-dire que deux microtubules singlets centraux sont entourés de neuf microtubules doublets extérieurs. Les bras de dynéine externe et interne glissent le long de chaque microtubule doublet externe. Le schéma suivant montre comment les microtubules doublets internes et externes de l’axonème sont reliés à la dynéine. 
Structure interne de l’axonème. Adapté d’une image fournie par Takashi Ishikawa, Institut fédéral suisse de technologie, Zurich.
Les spermatozoïdes des oursins déplacent leurs queues en utilisant un mouvement hélicoïdal, comme le montre cette animation.
Animation courtoisie de Sea Urchin Embryologysite.
Enfin, comme le montre le film ci-dessous, la flexion flagellaire et le glissement des microtubules peuvent être examinés en analysant les mouvements de petites billes placées le long de la surface d’un flagelle traité avec du détergent. Les billes s’écartent au passage de la vague de flexion flagellaire, ce qui indique que la flexion flagellaire est médiée par le glissement des microtubules.
Description : Ce spermatozoïde d’oursin a été traité avec un détergent pour éliminer la membrane cellulaire, puis transféré dans une solution contenant une concentration relativement faible de MgATP, pour réactiver la flexion de son flagelle. Avant la réactivation, les spermatozoïdes ont été exposés à une suspension de billes d’or de 40 nm. Certaines de ces billes se fixent sur les microtubules du doublet externe qui constituent l’axoneme flagellaire. Dans ce cas, deux billes étaient attachées aux microtubules doublets sur les côtés opposés du flagelle. Lorsque le flagelle se courbe, le glissement entre ces microtubules doublets est démontré par le mouvement des deux billes. Film réalisé avec l’aimable autorisation de Charles Brokaw, California Institute of Technology.