Hücre içi sindirim, hücre dışı sindirimin aksine hücrelerin materyalleri aldığı ve hücre zarı içinde parçaladıkları, hücrelerin hücre duvarı dışındaki bileşenleri parçalamak için enzimler salgıladıkları bir işlemdir. Her ikisinin de örnekleri bazı organizmalarda görülebilir. Bu işlem, tek tek hücrelerin çevrelerinden besinleri almalarını, tehditleri parçalamalarını ve kendi atık ürünlerini işlemelerinin yanı sıra açlık dönemlerinde kendilerini desteklemelerini sağlar.
Hücre içi sindirimde hücre, malzemeleri dış ortamdan içine çekebilir. Tek hücreli organizmalar için bu, hücreyi beslemek için besin elde etmek için bir yöntem sağlar. Hücre içi sindirimin bir başka kullanımı, hücrelerin bakteri, virüs ve diğer yabancı parçacıkları içine çekebileceği ve potansiyel enfeksiyon kaynaklarını ortadan kaldırarak onları nötralize etmek için parçalayabildiği bağışıklık sistemindedir.
İki tür hücre içi sindirim vardır. Heterofajik sindirim, hücre dışındaki nesnelerin parçalanmasını içerirken, otofajik hücre içi sindirim, hücre içerisinden bileşenlerin tüketilmesini içerir. Bu, bir hücre açken ortaya çıkabilir ve hücre işlevini yerine getirirken enerjiyi çok fazla sindirirse, hücre ölümü olarak da bilinen lizise neden olabilir. Hücreler ayrıca, yararlılıklarını kaybettiklerinde veya patojenlerle enfekte olduklarında kendi kendine sindirimi başlatmak için programlanabilir veya tetiklenebilir.
Heterofajik sindirimde, hücre bir hedefi tutturduktan sonra, hücre içinde lizozom adı verilen yapılar hedefi parçalamak için enzimler salgılar. Enzimler, hücrenin içine aldığı nesnenin anahtar proteinlerini keserek, makaslar gibi hareket eder. Ne olduğuna bağlı olarak, hücrenin geri dönüşüm yapabileceği kullanılabilir bileşenlere bölünebilir veya ortadan kaldırmak için atık ürünlere bölünebilir. Beslenme için sindirim durumunda, genellikle yol boyunca bazı atıklar üretilir ve bunlar ortadan kaldırılmak üzere hücre duvarından geri geçirilebilir.
Hücre içi sindirim, besin zincirini, besin kaynaklarını yararlı bileşenlere ayıran toprakta bulunan tek hücreli organizmalara ayırmaya çalışan mavi balinadaki hücrelerden, besin zincirinin tüm seviyelerinde gerçekleşir. Çok hücreli hayvanlarda, hücre dışı sindirim için sindirim sistemi de vardır, burada sindirim suyu kullanımıyla hücre duvarlarının dışında kullanılabilir bileşenlere yiyecek parçalanır ve bu bileşenler vücutta dağıtılmak üzere kan dolaşımına geçebilir. Tek tek hücrelerin hücre duvarlarından geçerek onlara hayatta kalmak için enerji ve diğer ihtiyaç duydukları malzemeleri sağlarlar.
