酶通过形成磷酸－半胱氨酸中间体来催化磷酸酯键的断裂，具体过程如下(以磷酸化的酪氨酸去磷酸化过程为例，参见右图)：首先，酶活性位点上的自由的半胱氨酸亲核基团进攻磷酸基团中的磷原子并成键；然后，连接磷酸基团与酪氨酸的P-O键接受位置合适的酸性氨基酸(如天冬氨酸)或水分子所提供的质子，发生质子化，从而形成磷酸－半胱氨酸中间体；这一中间体被另一个水分子所水解，酶的活性位点被释放，可以继续下一个去磷酸化反应。金属磷酸酶的活性位点上结合了两个催化所必需的金属离子。而对于这两个金属离子的性质的研究结果并不一致，因