Ključna razlika med fosforilacijo in defosforilacijo je v tem, da je fosforilacija dodajanje fosfatne skupine molekuli s pomočjo protein kinaze. Medtem je defosforilacija odstranjevanje fosfatne skupine iz molekule s hidrolazo, zlasti s fosfatazo.
Fosforilacija in defosforilacija sta dva ključna procesa v fizioloških procesih živih organizmov. Fosforilacija in defosforilacija beljakovin sta zelo pomembni za celično signalizacijo, celično delitev, prevajanje beljakovin, presnovo in preživetje. V celici na splošno fosforilira več kot 30% beljakovin. Najpomembneje pa je, da fosforilacija in defosforilacija potekata v vseh vrstah beljakovinskih substratov, kot so strukturni proteini, encimi, membranski kanali, signalne molekule itd. Regulacijo reakcij fosforilacije in defosforilacije skupaj imenujemo fosforegulacija.
