Exozytose bezeichnet den Vorgang der Abgabe von Stoffen aus dem Zellraum in den Zellzwischenraum, ist also der Prozess des Ausschleusens von Stoffen aus einer Zelle, wobei die Exozytose ein komplexer Prozess ist, der in mehreren Schritten verläuft und durch eine Sequenz von Protein-Protein-Wechselwirkungen gesteuert ist. Bei der Exozytose handelt es sich aber dennoch um einen sehr schnellen Vorgang, bei dem etwa vom Einstrom der Ca2+-Ionen bis zur Fusion der Vesikel weniger als 500 µs vergehen. Die Exozytose ist ein wichtiger Prozess für eine Zelle, da Abfall- und Nebenprodukte aus Stoffwechselvorgängen nicht unbegrenzt im Zellinnenraum gelagert werden können, sondern einer regelmäßigen Entfernung aus der Zelle bedürfen. Zu diesem Zweck schnürt der Golgi-Apparat mit den Abfallstoffen gefüllte Vesikel ab, und sobald dieses Exosom auf die Zellmembran trifft, verschmilzt es mit dieser und entleert den Inhalt in den Interzellularraum. Eine besonders wichtige Rolle spielt die Exozytose bei der Freisetzung von Neurotransmittern und Hormonen, etwa im Falle der Kommunikation von Nervenzellen, bei der Transportvesikel Neurotransmitter wie Acetylcholin, Adrenalin, Dopamin, Histamin oder Serotonin speichern und bei entsprechender elektrischer Erregung mit der präsynaptischen Endung verschmelzen, wodurch die gespeicherten Neurotransmitter in den synpatischen Spalt gelangen.
Der komplementäre Prozess ist die Endozytose, bei der eine Zelle Partikel von außen nach innen hin aufnimmt.
Siehe auch Gasotransmitter.