Главным назначением этой фазы является нейтрализация дезактивация, детоксикация гидрофильных и зачастую токсичных продуктов фазы 1 при помощи различных гидролаз и трансфераз . Промежуточные метаболиты с помощью ферментов семейств глутатионтрансферазы (GSTM) , УДФ-глюкуронсульфотрансфераз (UDF) , N-ацетилтрансфераз (NAT) превращаются в водорастворимые нетоксические продукты и выводятся из организма .Ферменты фазы 2 присутствуют во всех клетках, т.е. функционируют при любых путях поступления ксенобиотиков, осуществляют или завершают детоксикацию, а иногда исправляют ошибки первой фазы ( Кулинский В.И., 1999 ). Все ферменты фазы 2 (См. табл. 4 ) взаимодействуют только с теми веществами, которые уже имеют функциональные группы. В этой фазе принимают участие глутионтрансферазы , глюкуронилтрансферазы , сульфотрансферазы и др., которые превращают токсичные промежуточные продукты метаболизма фазы 1 в полярные, водорастворимые, нетоксичные соединения, подлежащие выведению из организма. Большинство этих ферментов находятся в гиалоплазме, часть из них локализована в мембранах эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Наиболее широка и многообразна активность семейства глутатионтрансфераз, а именно глютатион-S-трансфераз GSTT1 , GSTM1 , GSTP1 , а также N-ацетилтилтрансферазы NAT2 , метаболизирующих тысячи ксенобиотиков.

Наиболее эффективно система детоксикации функционирует при сопряженном, гармоничном действии ферментов фазы 1 и фазы 2; десинхронизация этих процессов ведет к быстрому отравлению организма в результате накопления продуктов перекисного окисления, различных канцерогенов, мутагенов и тератогенов. При этом особенно неблагоприятно сочетание высокой активности ферментов фазы 1 и низкой активности ферментов фазы 2.