Ścieżki apoptozy to automatyczne systemy biologiczne, które organizm wykorzystuje do niszczenia genetycznie uszkodzonych lub zmienionych komórek w procesie zwanym zaprogramowaną śmiercią komórki. Aby osiągnąć apoptozę, co oznacza dosłownie „odpadnięcie”, organizm wykorzystuje jedną z dwóch znanych ścieżek apoptozy: wewnętrzną i zewnętrzną. Po aktywacji przez uszkodzoną komórkę oba te szlaki wykorzystują enzymy do rozbicia struktury białkowej komórki, rozkładając komórkę na poziomie chemicznym. Wykorzystując szlaki apoptozy, organizm może pozbyć się uszkodzonych komórek, zanim pojawi się martwica lub, w przypadku niektórych komórek rakowych, zanim komórka może się rozprzestrzenić, powodując dalsze uszkodzenia.
Ścieżki wewnętrznej apoptozy można traktować jako system samozniszczenia komórki. Wewnętrzna apoptoza rozpoczyna się w komórce, gdy zostaje fizycznie uszkodzona lub w inny sposób krytycznie obciążona, na przykład z powodu niedotlenienia lub choroby. Kiedy to nastąpi, pewne normalnie stabilne białka są uwalniane przez uszkodzenie, stają się niestabilne i wyzwalają proces apoptozy poprzez aktywację genów w DNA komórki, które tworzą enzymy apoptozy. Enzymy te następnie atakują mitochondrialne DNA komórki, niszcząc je całkowicie i uwalniając jeszcze więcej białek i enzymów, które dalej degradują komórkę. Bez DNA komórka nie może się rozmnażać ani wykonywać żadnych innych funkcji poza chemicznym rozkładem.
Zewnętrzne szlaki apoptozy są aktywowane na zewnątrz komórki, gdy inne układy w organizmie ustaliły, że komórka musi umrzeć, zwykle aby zrobić miejsce dla nowego lub innego wzrostu komórek. Istnieją dwa sposoby wywołania apoptozy zewnętrznej: przez aktywację chemiczną lub przez pewne stresy, takie jak ekspozycja na promieniowanie. W aktywacji chemicznej organizm uwalnia związki chemiczne, które przyczepiają się do komórki, wykorzystując receptory na ścianie komórkowej zwane „receptorami śmierci”. Aktywacja tych receptorów wyzwala wewnętrzny proces apoptozy komórki, który niszczy komórkę. W apoptozie zewnętrznej związanej ze stresem promieniowanie i chemikalia, takie jak stosowane w leczeniu niektórych nowotworów, sprawiają, że mitochondrialne DNA jest przepuszczalne, umożliwiając uwalnianie białek i enzymów szlaku apoptozy, niszcząc komórkę.
Chociaż szlaki apoptozy są zaprojektowane tak, aby przynosić korzyści organizmowi, niektóre inne organizmy, takie jak wirusy, przystosowały się do ich wykorzystania. Wiele wirusów może zaatakować komórkę, a następnie dezaktywować wewnętrzne szlaki apoptozy komórki, podczas gdy rozmnażają się wewnątrz komórki, bezpiecznie ukryte przed układem odpornościowym organizmu. Inne wirusy, takie jak HIV, mogą wytwarzać substancje chemiczne, które osłabiają lub wywołują apoptozę w komórkach układu odpornościowego, niszcząc je i uniemożliwiając im zwalczanie wirusa.