Fagositosis adalah proses seluler di mana sel mampu memasukkan unsur eksternal ke interiornya dengan cara yang terkontrol. Pada banyak kesempatan, materi yang diserap dicerna dalam beberapa cara untuk mendapatkan sumber daya, atau tujuan fagositosis adalah eliminasi sederhana dari unsur yang berpotensi berbahaya. Kasus terakhir ini adalah apa yang terjadi dengan sistem kekebalan, di mana telah dipelajari dengan sangat rinci bagaimana makrofag dan jenis sel lainnya mampu mengenali dan membungkus bakteri dan virus untuk eliminasi mereka.
Fagositosis adalah jenis endositosis yang paling umum. Proses ini khas eukariota, apakah mereka hidup bebas seperti amuba dan organisme lain yang termasuk dalam kelompok protista, atau sel khusus dalam organisme yang lebih kompleks seperti vertebrata. Dalam semuanya, sel mampu menciptakan invaginasi membran plasmanya yang meliputi partikel yang ingin dimasukkannya. Ukuran partikel ini bisa sangat bervariasi. Ini dapat diobati dari molekul sederhana hingga hal-hal yang lebih kompleks seperti bintik debu atau mineral kecil, hingga virus dan bakteri utuh. Sel eukariotik berukuran sekitar 100 kali lebih besar dari bakteri, jadi tidak sulit membayangkan bagaimana amuba mampu menelan bakteri berkat fagositosis untuk mencari makan sendiri.
Fagositosis dapat dibagi menjadi beberapa tahap. Yang pertama adalah pengenalan oleh protein membran dari molekul yang akan diperkenalkan. Langkah ini dikenal sebagai kemotaksis, karena merangsang pergerakan sitoplasma sel. Tidak seperti jenis endositosis lainnya, selama fagositosis membran sel dan sitoplasma memanjang, membentuk pseudopodia yang terbentuk dari badan sel dan yang akan menyelubungi partikel ke segala arah. Untuk melakukan ini, mikrotubulus kerangka sitoplasma harus dibentuk dengan pengeluaran energi, jadi ini adalah gerakan yang sepenuhnya disengaja. Ketika lengan atau pseudopod yang berbeda saling bersentuhan, mereka melebur, menutup bola yang membungkus partikel yang bersangkutan. Lingkup membran sitoplasma yang mengandung bahan asing ini dikenal sebagai fagosom. Pseudopod akan berkontraksi, melalui perpecahan serat mikrotubulus dan sitoplasma akan kembali ke badan sel dengan vesikel mengambang di dalamnya. Akhirnya, partikel yang telah tercakup dalam bola membran sitoplasma akan dimasukkan ke dalam tubuh sel dengan membran ini, dimana vesikel dengan enzim pencernaan seperti lisosom atau jenis vesikel dan molekul lainnya dapat mengikat.
Setelah pencernaan isi fagosom, vesikel akan menyatu kembali dengan membran sel dalam proses yang disebut eksositosis. Dengan cara ini sisa-sisa akan dikeluarkan ke luar sel. Normalnya, sisa-sisa molekul yang belum digunakan akan dikeluarkan, meskipun jika fagositosis tidak berhasil, partikel yang utuh dapat dikeluarkan, dengan tujuan agar fagosit tetap berfungsi. Molekul-molekul yang membentuk membran vesikel didaur ulang dan menjadi bagian dari membran sel. Beberapa patogen memanfaatkan sistem ini untuk memasuki sel dan melalui sistem molekuler canggih yang dikembangkan selama berabad-abad evolusi, mereka berhasil melewati proses fagositosis dan menginfeksi sel yang harus menghancurkannya, seperti halnya HIV.