核糖体进行多肽链合成的过程可以分为三个主要步骤：起始、延长和终止。

起始

mRNA与核糖体的结合：mRNA从细胞核转移到细胞质，在起始因子和Mg²⁺的作用下，小亚基与mRNA的起始部位结合。甲硫氨酰（蛋氨酸）—tRNA的反密码子识别mRNA上的起始密码子AUG，并互补结合。

大亚基的结合：接着大亚基也结合上去，核糖体上一次可容纳两个密码子。

延长

氨酰基—tRNA的进入：第二个密码对应的氨酰基—tRNA进入核糖体的A位（受位），密码与反密码的氢键互补结合。

肽键的形成：在大亚基上的多肽链转移酶（转肽酶）作用下，供位（P位）的tRNA携带的氨基酸转移到A位的氨基酸后并与之形成肽键（—CO-NH—）。tRNA脱离P位并离开核糖体，重新进入胞质。

核糖体的移动：同时，核糖体沿mRNA往前移动，新的密码又处于核糖体的A位，与之对应的新氨基酰-tRNA又进入A位，转肽键把二肽挂于此氨基酸后形成三肽，核糖体继续向前移动，由此渐进渐进，如此反复循环，使mRNA上的核苷酸顺序转变为氨基酸的排列顺序。

终止

终止密码子的出现：当mRNA上出现终止密码子（UGA, UAA, UAG）时，无对应的氨基酸运入核糖体，肽链的合成停止。

终止因子的作用：终止因子进入A位，抑制转肽酶作用，使多肽链与tRNA之间水解脱下，顺着大亚基中央管全部释放出，离开核糖体。

核糖体的解离：同时，大小亚基与mRNA分离，可再与mRNA起始密码处结合，也可游离于胞质中或被降解，mRNA也可被降解。

这个过程在核糖体上反复进行，直到所有的氨基酸都被正确地添加到多肽链上，形成一个成熟的蛋白质。核糖体的效率和精确性使其成为细胞内蛋白质合成的关键机器。