Les lysosomes fonctionnent à peu près de la même manière que le système digestif, en ce sens qu'ils contiennent des enzymes digestives qui décomposent les molécules biologiques, notamment les glucides, les protéines, les acides nucléiques et les lipides. Ils détruisent également les organites morts à l'intérieur de la cellule, ce qui permet de les remplacer par des organites plus efficaces, un processus connu sous le nom d'autophagie.
Les lysosomes libèrent des enzymes à l'extérieur de la cellule pour détruire les agents pathogènes et éliminer les débris cellulaires grâce à un processus appelé phagocytose. Ils digèrent les matériaux ingérés de l'environnement extracellulaire, un processus connu sous le nom d'hétérophagie. L'hétérophagocytose est l'absorption de matériaux à l'extérieur de la cellule par phagocytose. Les exemples incluent l'élimination des cellules apoptotiques par les macrophages et l'absorption et la digestion des bactéries par les neutrophiles.
Les lysosomes détruisent complètement les cellules mortes, un processus connu sous le nom d'autolyse, plus communément appelé autodigestion. Ils recyclent également les produits complexes formés par le processus de biosynthèse. En général, les lysosomes effectuent la digestion des particules alimentaires. Les enzymes digestives contenues dans les lysosomes sont dures. S'ils sont libérés de leur cellule hôte, ils sont suffisamment puissants pour la détruire. Cependant, les cellules normales restent dans les membranes des lysosomes pour protéger les cellules des enzymes digestives.
Un défaut de lysosome peut entraîner des maladies telles que la carence en maltase acide, la maladie de Tay-Sachs et la maladie de Pompe. Ces conditions sont appelées troubles de stockage lysosomal.
