A differenza della motilità nella chemiotassi batterica, il meccanismo con cui le cellule eucariotiche si muovono fisicamente non è chiaro. Sembra che ci siano meccanismi tramite i quali un gradiente esterno chemiotattico viene rilevato e trasformato in un gradiente PIP3 intracellulare, che risulta in un gradiente nell'attivazione della modalità di segnale che culmina nella polimerizzazione dei filamenti di actina. La terminazione di actina che cresce distalmente sviluppa connessioni con la superficie interna della membrana plasmatici attraverso diversi gruppi di peptici e porta alla formazione degli pseudopodi. Anche il cilio della cellula eucariotica può portare alla chemiotassi, ma in questo caso si tratta principalmente di una induzione dipendente dagli ioni calcio del sistema microtubulare dei corpi basali e del fascio 9 x 2 + 2 dei microtubuli delle cilia. Il battere orchestrato di centinaia di cilia è sincronizzata da un sistema sottomembrana costruito tra i corpi basali. I dettagli della modalità di segnale sono ancora non totalmente chiari.