Under sekretionsprocessen rör sig proteiner och lipider mot cellväggen så att de kan lämna cellen. Sekretoriska vesiklar spelar en viktig roll i denna process genom att lagra molekyler och proteiner från endoplasmatiska retikulumet och Golgiapparaten tills cellen är redo att släppa ut dem.
Som en del av sekretionsvägen går vissa vesiklar in i cellmembranet och smälter samman med det. Detta är dock inte alltid fallet med sekretoriska vesiklar. Vissa förblir på plats tills cellen signalerar att de ska släppas ut. Andra däremot interagerar med vSNAREs, som är proteiner som styr vesiklarna mot rätt väg, och låser sig i cellmembranet. De stannar där tills cellen signalerar att den är redo att släppa ut deras innehåll. Till skillnad från normala SNAREs parar sig inte vSNAREs fullständigt och tvingar fram membranfusion. I stället väntar de sekretoriska vesiklarna på signaler som kommer från utsidan av cellen.
Alt detta sker som en del av den sekretoriska vägen, som är de eukaryota cellernas sätt att släppa ut material från insidan till utsidan. Det finns två sätt för cellen att åstadkomma detta: genom konstitutiva medel som gör det möjligt för cellerna att fylla på och reglera, vilket involverar de sekretoriska vesiklarna.