Os lisossomos são caracterizados, não só por seu conteúdo enzimático, como por sua membrana envoltória única dentre as organelas: proteínas transportadoras contidas nessa membrana, permitem que os produtos finais da digestão de macromoléculas (tais como aminoácidos, açúcares, nucleotídeos e até mesmo pequenos peptídeos) transitem para o citosol onde serão excretados ou reutilizados pela célula. A membrana do lisossomo possui também bombas de H⁺, que, através da hidrólise de ATP, bombeiam íons H⁺ para o lúmen, mantendo assim o pH ácido, ideal para a ação enzimática. A maioria das membranas lisossomiais é altamente glicosilada, de modo que lhe é conferida proteção das enzimas contidas no lúmen.

Os lisossomos são vesículas revestidas por membranas lipoproteicas, especializados na digestão intracelular. Para isso apresentam em seu interior hidrolases acidas, enzimas que catalisam reações de hidrólise. As enzimas são produzidas no ergastoplasma, transferidas para as bolsas do complexo de Golgi e armazenadas nos lisossomos primários que são vesículas membranosas. Uma das propriedades importante dos lisossomos é a estabilidade na célula viva pois estão envolvidas por membrana e a digestão ocorre em seu interior. A maioria de suas enzimas age em meio ácido, com ph em torno de 5, que é mantido pela bomba de hidrogênio propelida por ATP na membrana do lisossomo.