Durante el proceso de secreción, las proteínas y los lípidos se desplazan hacia la pared celular para poder salir de la célula. Las vesículas secretoras desempeñan un papel importante en este proceso al almacenar moléculas y proteínas del retículo endoplásmico y del aparato de Golgi hasta que la célula esté preparada para liberarlas.
Como parte de la vía de secreción, algunas vesículas entran en la membrana celular y se fusionan con ella. Sin embargo, este no es siempre el caso de las vesículas secretoras. Algunas permanecen en su lugar hasta que la célula da la señal de liberarlas. En cambio, otras interactúan con las vSNARE, que son proteínas que guían a las vesículas hacia la vía correcta, y se bloquean en la membrana celular. Permanecen allí hasta que la célula señala que está lista para liberar su contenido. A diferencia de las SNARE normales, las vSNARE no se emparejan por completo y obligan a la fusión de las membranas. En su lugar, las vesículas secretoras esperan las señales que provienen del exterior de la célula.
Todo esto tiene lugar como parte de la vía secretoria, que es el medio de las células eucariotas para liberar material desde el interior hacia el exterior. Hay dos formas en que la célula logra esto: a través de medios constitutivos que permiten que las células se reabastezcan y regulen, lo que implica a las vesículas secretoras.