核糖体的主要功能是合成蛋白质，具体过程涉及多个步骤且十分关键，对细胞的正常运作和生物体的生理活动起着不可或缺的作用： 翻译mRNA合成蛋白质：在基因表达过程中，DNA转录形成信使核糖核酸（mRNA），mRNA携带遗传信息从细胞核转移到细胞质中的核糖体上。
核糖体读取mRNA上的遗传密码（核苷酸序列），按照三个核苷酸对应一个氨基酸的规则（密码子规则），将转运核糖核酸（tRNA）携带的特定氨基酸依次连接起来，形成多肽链。
例如，mRNA上的密码子AUG对应甲硫氨酸，核糖体就会识别这个密码子，并促使携带甲硫氨酸的tRNA与之结合，随着核糖体在mRNA上移动，不断有新的tRNA携带相应氨基酸加入，氨基酸之间通过肽键相连，逐步合成多肽链。
组装蛋白质结构：合成的多肽链通常还需要进一步折叠和修饰才能成为具有功能的蛋白质。
在某些情况下，核糖体可以与其他分子伴侣或蛋白质加工因子协同作用，帮助多肽链正确折叠成特定的三维结构。
此外，多条多肽链可能需要在核糖体的参与下组装成更为复杂的蛋白质复合物，行使特定的生物学功能。
比如血红蛋白，它由四条多肽链组成，在核糖体合成各条多肽链后，经过一系列的组装过程形成有功能的血红蛋白分子，负责运输氧气。
参与蛋白质靶向运输：核糖体在合成蛋白质的过程中，还能决定蛋白质的靶向运输方向。
一些蛋白质在合成之初就带有特定的信号序列，核糖体可以识别这些信号序列，并引导正在合成的蛋白质与内质网结合（这种结合方式被称为糙面内质网，是蛋白质合成和运输的重要场所）。
之后，蛋白质在内质网、高尔基体等细胞器中进行进一步的加工和修饰，然后被运输到细胞内的特定位置或分泌到细胞外发挥作用。
例如，胰岛素就是由核糖体合成后，经过一系列的运输和加工过程，最终分泌到细胞外进入血液循环，调节血糖水平。