Tế bào bảo vệ của thực vật điều chỉnh sự đóng mở của khí khổng biểu bì bằng cách mở rộng hoặc co lại để đáp ứng các tín hiệu môi trường. Khi một cặp tế bào bảo vệ xung quanh lỗ khí nhận được tín hiệu rằng lỗ khí khổng cần để mở, cặp tế bào bảo vệ chứa đầy nước, thay đổi hình dạng của tế bào và mở lỗ chân lông. Quá trình ngược lại xảy ra khi các tế bào bảo vệ nhận được tín hiệu đóng lỗ khí, bắt đầu mất nước và khiến chúng co lại và đóng lỗ chân lông.
Sự thay đổi của turgor, hay áp suất thủy tĩnh, trong cặp tế bào bảo vệ là kết quả của dòng nước thẩm thấu qua thành tế bào. Điện thế nước bên trong cặp tế bào thay đổi do các chuyển động liên quan của các ion và chất hòa tan đường, và khi điện thế đó giảm đi, nó cho phép các tế bào hấp thụ nước, giãn nở và mở lỗ khí.
Mặc dù các chất hòa tan đường trong các tế bào bảo vệ đóng một vai trò trong quá trình mở rộng và co lại, các chất trung gian chính là các ion clo và kali. Sự tích tụ các ion kali trong tế bào bảo vệ, được kích hoạt bởi tín hiệu môi trường như ánh sáng mặt trời, làm giảm áp suất thẩm thấu và thu hút nước vào tế bào. Sự gia tăng kích hoạt của các ion clo và một anion bổ sung được gọi là malate trong tế bào góp phần gây ra tác dụng ngược lại, khiến nước thoát ra ngoài và cặp tế bào bảo vệ co lại và đóng lỗ khí khổng.
