Le cellule attirano le particelle verso l'interno e le inghiottiscono in vescicole sferiche in un processo che richiede energia chiamato endocitosi. La fagocitosi è uno dei tre principali tipi di endocitosi. Le cellule usano la fagocitosi per assorbire oggetti di grandi dimensioni, come altre cellule (o i loro detriti), batteri e persino virus.

L'obiettivo della fagocitosi è spesso la distruzione. Le cellule usano la fagocitosi per eliminare i visitatori indesiderati, come gli agenti patogeni (ad esempio, virus e batteri). Non sorprende forse che molte cellule del sistema immunitario, tra cui neutrofili, macrofagi e monociti, levighino la fagocitosi per distruggere agenti patogeni o cellule ospiti infette. Oltre alle cellule del sistema immunitario, amebe, alghe, e altri organismi unicellulari utilizzano la fagocitosi per mangiare.

La fagocitosi inizia quando una particella (ad esempio, virus) contatta la cellula inghiottita, chiamata fagocito. A volte, questo è un incontro casuale. Altre volte, il fagocita segue un segnale chimico alla particella, in un processo chiamato chemiotassi. Il fagocito alla fine si lega alla particella o alla cellula tramite recettori superficiali. Diversi tipi di fagociti utilizzano recettori distinti per la fagocitosi. Questi recettori possono essere generali, rispondendo a una varietà di stimoli, o specifici.

Il fagocita inizia a circondare e inghiottire la particella legata alla sua superficie estendendo le regioni del suo citoplasma, chiamate pseudopodi, intorno alla particella. Gli pseudopodi continuano a circondare la particella fino a quando non è completamente avvolta e pizzicata nel citoplasma. Insieme, la particella e la vescica avvolgente formano un fagosoma.

Il fagosoma poi si fonde con un lisosoma, formando un fagolisosoma. Il lisosoma è un organello citoplasco sferico che elabora i rifiuti cellulari in un ambiente altamente acido. La fusione del fagosoma e del lisosoma porta le particelle inghiottite a contatto con gli enzimi degradanti che neutralizzano o eliminano le particelle. Alla fine, il fagosoma forma un corpo residuo contenente rifiuti che viene rilasciato dalla cellula.