Como otros aminoácidos forma parte de proteínas importantes para las células. Es la principal molécula azufrada orgánica. Precursor de la síntesis de metionina, glutatión (principal antioxidante de las plantas), vitaminas, cofactores y compuestos que forman parte del sistema defensivo de las plantas (glucosinolatos, tioninas y fitoalexinas). La cisteína es un metabolito crucial en el sistema defensivo de las plantas.

Además, algunos estudios relacionan la tolerancia a situaciones de estrés producidas por metales pesados (Zn y Cd) con la acumulación de cisteína en las plantas.