Tế bào bảo vệ giúp thực vật điều chỉnh quá trình quang hợp khi môi trường của nó thay đổi. Chúng tăng và giảm kích thước khi cần thiết để giữ lại hoặc giải phóng các khí cần thiết cho chức năng của tế bào.
Thông qua quá trình quang hợp, thực vật chuyển đổi nước và ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học được lưu trữ dưới dạng carbohydrate. Quang hợp là một quá trình phức tạp và phức tạp, ít môi trường tự nhiên có mức độ bức xạ mặt trời và lượng mưa hoàn toàn nhất quán. Do đó, thực vật phải thích nghi với những biến động của môi trường để tồn tại. Các tế bào bảo vệ đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình thích ứng này.
Các lớp tế bào ngoài cùng của thực vật chứa các lỗ cực nhỏ, được gọi là khí khổng, hấp thụ ánh sáng mặt trời và carbon dioxide và giải phóng oxy. Khí khổng phải mở để quá trình quang hợp diễn ra, nhưng khí khổng mở cho phép hơi nước thoát ra ngoài. Để duy trì trạng thái cân bằng, các cặp tế bào bảo vệ bao quanh mỗi lỗ khí (dạng số ít của khí khổng) phản ứng với những thay đổi của môi trường. Khi nước và ánh sáng mặt trời dồi dào, các tế bào bảo vệ sẽ tích tụ các ion kali, giúp hút nước qua màng tế bào. Dòng nước chảy vào trong làm cho các tế bào bảo vệ nở ra, từ đó làm cho khí khổng tiếp xúc với môi trường bên ngoài. Trong điều kiện khô ráo, quá trình này diễn ra ngược lại; các tế bào bảo vệ đang co lại giải phóng nước trở lại cây, đóng các khí khổng để ngăn chặn sự thất thoát hơi nước.
