Tế bào nhu mô lá, còn được gọi là các tế bào bề mặt lá, có chức năng chính là chuyển hóa năng lượng mặt trời thành đường phân tử thông qua quá trình quang hợp. Chúng chịu trách nhiệm trong quá trình hấp thụ ánh sáng, gắn chất quang hợp và thực hiện quá trình quang hợp thông qua quá trình chuyển đổi năng lượng quang thành năng lượng hóa học.

Ngoài chức năng chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học, tế bào nhu mô lá còn có các chức năng khác như:
- Tạo ra các hợp chất hữu cơ như carbohydrate, protein và lipid, cung cấp nguồn năng lượng và các chất dinh dưỡng cho cây.
- Tạo ra oxy trong quá trình quang hợp và phát sinh khí oxygen thông qua quá trình quang hợp nhiếp ảnh có sự tham gia của tế bào nhu mô lá.
- Dùng để chống lại sự hấp thụ quá nhiệt và giảm tổn thương nhờ vào việc tạo ra lớp cam biên chứa các chất chống cáu bẩn.

Với những chức năng quan trọng này, tế bào nhu mô lá đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình quang hợp và sự sống của cây cối.