Al salir del retículo endoplasmático (ER), las proteínas correctamente plegadas y ensambladas se envasan selectivamente en vesículas. Estas vesículas son transportadas por proteínas motoras a base de microtúbulos y se fusionan para formar racimos tubulares vesiculares, llegando posteriormente al aparato Golgi, un orgánulo endomembrano eucariota que a menudo tiene una apariencia distintiva similar a una cinta.

El aparato de Golgi es una importante estación de clasificación y despacho para los productos del RE. Las vesículas recién llegadas entran en la cara cis del Golgi, el lado que da al RE, y se transportan a través de una colección de cisternas en forma de panqueque y encerradas por una membrana. Cada cisterna contiene composiciones únicas de enzimas y realiza modificaciones específicas de proteínas. A medida que las proteínas progresan a través de la red cis Golgi, algunas se fosforilan y se someten a la eliminación de ciertas modificaciones de carbohidratos que se añadieron en el RE. Las proteínas luego se mueven a través de las cisternas mediales, donde pueden ser glicosiladas para formar glicoproteínas. Después de la modificación en las trans cisterna, las proteínas reciben etiquetas que definen su destino celular.

Dependiendo de las etiquetas moleculares, las proteínas se envasan en vesículas y se dirigen a determinados lugares de la célula, incluyendo el lisosoma y la membrana plasmática. Los marcadores específicos en las membranas de estas vesículas les permiten acoplarse en la ubicación celular apropiada. Además, los fosfolípidos de la membrana se pueden modificar en el aparato de Golgi y este también puede fabricar y secretar algunos polisacáridos.

Curiosamente, el aparato de Golgi se desmonta y se vuelve a montar durante la división celular. Anteriormente, el aparato de Golgi se entendía como una estructura estática a través de la cual las proteínas se movían progresivamente. Más recientemente, los científicos han comenzado a ver la colección cisternas de Golgi como estructuras dinámicas, avanzando desde la cara cis a la cara trans de la red como una unidad.