Alhoewel er twee modellen zijn om de beweging van kinesine te beschrijven - het 'inchworm'-model en het hand-over-handmodel - lijkt het er sterk op dat kinesine beweegt volgens het hand-over-handmodel. Dit model werkt als volgt. De leidende kop (de kop die relatief dichter bij het minplus-einde van de microtubulus zit) heeft [[adenosinedifosfaat|ADP]] gebonden en de volgende kop heeft ATP gebonden. Vervolgens wordt ATP in de achterste kop gehydrolyseerd. Dan dissocieert ADP van de leidende kop, en op diezelfde plaats bindt een ATP, waarop de volgende kop over de leidende kop heen stapt in de richting van het minusplus-einde van de microtubulus. Nu is de volgende kop de leidende kop geworden, en heeft kinesine één stap gezet. Dit proces herhaalt zich vervolgens. De afstand die een kop aflegt als hij een stap zet, is 16 nm. Volgens het hand-over-handmodel komt kinesine per stap dus 8 nm dichter bij het min-einde van de microtubulus.
