由于其多樣化的性質和組成，細胞外基質可以提供許多功能，例如提供支持、將組織彼此隔離和調節細胞間通訊。細胞外基質調節細胞的動態行為。此外，它還隔離了廣泛的細胞生長因子，并作為它們的本地儲存庫。生理條件的變化可觸發蛋白酶活性，導致此類儲存的局部釋放。這允許快速和局部生長因子介導的細胞功能激活，而無需從頭合成。
細胞外基質的形成對于生長、傷口愈合和纖維化等過程至關重要。細胞外基質的結構和組成的理解也有助于理解的復雜動態腫瘤侵襲和轉移中癌癥生物學作為轉移通常涉及細胞外基質的由酶如破壞絲氨酸蛋白酶，蘇氨酸蛋白酶和基質金屬蛋白酶。
ECM的剛度和彈性對細胞遷移、基因表達和分化具有重要意義。細胞主動感知ECM剛性，并在稱為durotaxis的現象中優先向更硬的表面遷移。他們還檢測彈性并相應地調整它們的基因表達，由于其對分化和癌癥進展的影響，這越來越成為研究的主題。
在大腦中，乙酰透明質酸是ECM的主要成分，基質顯示結構和信號特性。高分子量乙酰透明質酸作為擴散屏障，可以局部調節細胞外空間的擴散。基質降解后，透明質酸片段被釋放到細胞外空間，在那里它們作為促炎分子發揮作用，協調免疫細胞（如小膠質細胞）的反應。