于活体，硒以硒半胱氨酸形式参与许多酶的组成，如甲酸脱氢酶（大肠杆菌和多种厌氧菌）、甘氨酸还原酶、烟酸羟化酶（梭菌属）、黄嘌呤脱氢酶（梭菌属）等。其它含硒蛋白质目前尚未发现其生理作用的有：牛、羊心肌蛋白质PM10000，大鼠精子蛋白质PM15000等。于人体，硒半胱氨酸构成GSH-Px的活性部分，此酶同时位于胞液和线粒体内。在有还原型谷胱甘肽存在时能够使大量过氧化酶还原。此酶亦作用于过氧化氢、固醇和类固醇的氢过氧化物以及游离脂肪酸，从而保护细胞膜、核酸、蛋白质对抗自由基的降解作用。这是硒在人体内目前唯一已被肯定的作用。但硒的GSH-Px形式在人体内仅占硒的33—40%。
最近提到硒对动物免疫反应的作用：硒匮乏降低机体对感染的抵抗力、影响嗜中性白细胞的功能、面对抗原时抗体产生减少、降低T和B淋巴细胞的增殖力、降低宿主排斥种植肿瘤的能力。补充少量硒能提高或恢复免疫功能。临床上，硒对免疫功能的作用尚未得到确证。但于艾滋病人，可见到血硒值显著下降，可能是由于吸收不良所引起，然硒不足会加重艾滋病人的免疫缺陷。
硒在免疫方面的作用与其抗氧化作用有关。细胞的迁移和趋化性的改变乃是微管组合异常的后果。而硒在其中参与作用。硒与tRNA的特异性掺合作用已在一些细菌和小白鼠白血病细胞中观察到。硒有可能与一些金属如银、汞、镉形成复合物，后者在这些金属中毒时可起解毒作用。
在一些细胞的体外培养中，硒也是不可或缺的微量元素。
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