细胞质基质是原核生物和真核生物的大部分代谢作用的发生位置。 例如，在哺乳动物中，细胞中大约一半的蛋白质被定位于细胞质基质。 最完整的数据可在酵母中获得，其中代谢重建表明大部分代谢过程和代谢产物都发生在细胞质基质中。 动物细胞质中发生的主要代谢途径是蛋白质生物合成，磷酸戊糖途径，糖酵解和糖异生。在其他生物体中，途径的定位可以是不同的，例如植物的脂肪酸合成发生在叶绿体中，顶复门生物发生在顶质体中。