Les dinoflagellés se déplacent dans un mouvement en spirale vers l'avant alimenté par le battement coordonné de deux flagelles différents qui se projettent du corps de l'organisme. Un flagelle dépasse directement de l'extrémité arrière et les autres cercles autour du milieu de la cellule.
Le flagelle qui s'enroule autour du milieu d'un dinoflagellé s'appelle le flagelle transverse, et il se trouve dans une rainure le long de la surface du protiste appelée le cingulum. Le flagelle transversal a un aspect aplati et seuls les bords extérieurs battent. Le mouvement des vagues se déplace de la base du flagelle à la pointe. Le mouvement du flagelle transverse propulse le dinoflagellum vers l'avant et facilite également le retournement.
Le flagelle postérieur, ou flagelle longitudinal, commence dans la membrane cellulaire, s'étend le long d'un sillon vers l'arrière de l'organisme et s'étend derrière le corps du dinoflagellé. Ce flagelle bat lentement et régulièrement pour faire avancer l'organisme.
Le mouvement de battement des flagelles sur un dinoflagellé est rendu possible par la structure des microtubules à l'intérieur de chaque flagelle. Les microtubules sont disposés dans un tube de neuf paires avec deux singlets situés au centre du tube. Le mouvement est initié lorsque les doublets externes des microtubules glissent l'un contre l'autre, et ce mouvement est alimenté par l'ATP.
