細胞遷移的過程可以用右圖闡明。細胞遷移是一系列生理程序的集合，接收到外界信號后（關于外界信號作用于細胞的過程，請見運動方向的確定和極化），細胞內每一個階段都要相應的蛋白質在適當的位置被激活。這一連串的蛋白質的活化并不是同時平行進行，而是有先后順序的。處于懸浮狀態的成纖維細胞，會處于一種所謂閑逛（random walk）狀態，或者被稱之為處于各向同性伸展期（Isotropic spreading phase），它在不斷伸出偽足后又不斷將之收回，可能是要在就近一探其究竟。細胞或者是靠外界信號物質濃度梯度（請見化學趨向性），或是利用某些特定分子作為路標信號，確定前進的方向。細胞內部的分子會因應需要發生變化，一些蛋白質和離子會重新排列，顯示出不均勻分布，就是出現了所謂的極性，而這個過程請見極化。
值得一提的是，細胞在前進的過程中，可以不斷改變其前進的方向。在顯微鏡下觀察大腸桿菌（Escherichia coli）尋找食物時的運動，可見細胞先向前直線移動一段時間，然后會停下來并且調整一下方向，然后又再作直線移動。如此不斷反復。可見細胞內調控能力的有效和精確。
細胞極化后，細胞的前端會伸出極狀足（請見細胞前端突出）。極狀足伸出后，會與細胞前方的底質附著；粘著處會形成一種固定結構，名曰粘著斑（請見突出與底質的粘著）。此時，胞體主體會被牽拉向前（請見細胞體前移）；最后細胞的后端與底質剝離（請見牽引尾部往前）。這樣前進的4個步驟完成，并準備下一次循環。
不同的細胞，它們直線運動的速度和持續的時間是不同的。使用分子干擾技術可以很好的研究這兩者。一般來說，細胞直線前進速度越慢，其保持直線運動的時間就越長，例外是魚的上皮細胞，它能夠在快速遷移的同時，顯示出長時間保持直線運動的能力。