1. Giai đoạn hoạt hóa axit amin
Trước khi bắt đầu tổng hợp chuỗi polipeptit, các axit amin tự do trong tế bào chất cần được "kích hoạt":

Axit amin kết hợp với hợp chất năng lượng cao ATP để trở thành dạng hoạt động.
Sau đó, axit amin hoạt hóa nhờ enzyme đặc hiệu sẽ gắn vào tARN tương ứng để tạo thành phức hợp axit amin - tARN (aa-tARN).

2. Giai đoạn tổng hợp chuỗi polipeptit
Giai đoạn này diễn ra qua 3 bước chính:

Bước 1: Mở đầu
Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn vào mARN tại vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu 5' AUG 3').
Phức hợp mở đầu Met-tARN (ở sinh vật nhân thực) hoặc fMet-tARN (ở sinh vật nhân sơ) khớp bổ sung với bộ ba mở đầu trên mARN qua đối mã (anticodon).
Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp vào tạo thành ribôxôm hoàn chỉnh.
Bước 2: Kéo dài chuỗi polipeptit
Phức hợp aa1-tARN thứ nhất tiến vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với bộ ba tiếp theo trên mARN.
Enzyme xúc tác hình thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất.
Ribôxôm dịch chuyển đi một bước (một bộ ba) trên mARN theo chiều 5' $\rightarrow$ 3'. tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm.
Quá trình này lặp lại cho các axit amin tiếp theo (aa2, aa3...), giúp chuỗi polipeptit dài dần ra.
Bước 3: Kết thúc
Khi ribôxôm dịch chuyển đến một trong các bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA), quá trình dịch mã dừng lại vì không có tARN nào tương ứng với các bộ ba này.
Một nhân tố giải phóng gắn vào ribôxôm, làm cho chuỗi polipeptit tách khỏi tARN cuối cùng.
Ribôxôm tách thành hai tiểu đơn vị và mARN được giải phóng.

3. Kết quả và Ý nghĩa
Kết quả: Sau khi được giải phóng, axit amin mở đầu (Met hoặc fMet) thường bị cắt bỏ bởi enzyme đặc hiệu. Chuỗi polipeptit sau đó sẽ co xoắn, gấp nếp để hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành protein có chức năng sinh học.
Hiệu suất: Trong tế bào, nhiều ribôxôm thường cùng trượt trên một phân tử mARN (gọi là pôlixôm hay polyribosome), giúp tăng hiệu suất tổng hợp cùng một loại protein trong thời gian ngắn.