免疫系統中最重要的免疫細胞，是免疫效應功能和免疫調節功能的主要承擔者。淋巴細胞來源於造血幹細胞，在骨髓或胸腺中分化、成熟、並分佈於外周淋巴器官，如脾、淋巴結及外周血中。成熟的淋巴細胞是一群在形態和功能上都很不均一的細胞群。淋巴細胞的直徑為6～12μm。它核大，胞漿很少。靜止期的淋巴細胞代謝相對靜止，也沒有活躍的細胞週期。但在抗原或一些有絲分裂原的刺激下，淋巴細胞有極強的增殖能力。淋巴細胞壽命短的隻有幾天，長的可達幾十年。長壽命的淋巴細胞主要是記憶細胞。記憶憶細胞是淋巴細胞受抗原激活後停止分化而處於靜止狀態的細胞，它能對相同抗原的再次刺激產生迅速、有效的免疫應答。
根據細胞膜表面標記和功能的不同，一般可將淋巴細胞分成 T淋巴細胞、B淋巴細胞、殺傷細胞（K細胞）和天然殺傷細胞（NK細胞）四類。T淋巴細胞又可以分為輔助T細胞(TH)、抑制T細胞(Ts)，細胞毒T細胞(Tc)以及產生遲發型超敏反應的 T細胞(TD)。T、B淋巴細胞具有特異的抗原識別受體，有特異地識別抗原的能力，是最重要的淋巴細胞。
機體免疫功能受神經系統和內分泌系統的調節，同時免疫系統內部也有精巧的調節機制。淋巴細胞之間以及淋巴細胞與其他免疫細胞之間，通過直接接觸或分泌活性介質進行相互作用，形成瞭一個極其復雜的調節網絡，維持著機體免疫功能的穩定，有效地執行著免疫防禦、免疫監視和免疫自穩功能。
T淋巴細胞 T淋巴細胞來源於骨髓幹細胞，在骨髓中經歷一系列的分化過程，形成前T細胞。前T細胞離開骨髓進入胸腺，在胸腺微環境中分化，成熟後再進入外周淋巴器官。T細胞在胸腺分化、成熟的過程中，伴隨著表面標記的變化。目前對人 T細胞在胸腺中分化、成熟過程中經歷的表面標記的變化已研究得較為深入。最早的皮質胸腺細胞大約占整個胸腺細胞的10％，帶有CD1+3ˉ和CD4ˉ8ˉ標記；晚期皮質胸腺細胞大約占整個胸腺細胞的80％，帶有CD1+3+和CD4+8+標記。胸腺細胞進入胸腺髓質後，發育成兩個系列，它們都具有CD1+3+標記，其中一群具有CD4+8ˉ標記，另一群則具有CD4ˉ8+標記。這二群細胞在髓質中進一步分化，成熟並失去CD1+標記，然後離開胸腺進入外周淋巴器官，並進入淋巴細胞再循環。這些成熟的T細胞都具有CD3+標記，其中一群具有CD4+8ˉ標記，是TH/TD細胞，約占外周血T細胞的65％；另一群具有CD4ˉ8+標記，是Tc/Ts細胞，約占外周血的35％。人T細胞都具有綿羊紅細胞的受體，能與綿羊紅細胞形成玫瑰花結。T細胞在胸腺內成熟過程中表面標記的變化見圖1。
T細胞具有識別抗原的能力。T細胞識別抗原的受體(TcR)是一個Ti－CD3復合物。Ti是由兩條糖蛋白的鏈連結而成的一個雙體分子。目前已發現有兩類Ti分子，一類由 α鏈和β鏈組成；一類由γ和δ鏈組成。這四種肽鏈都有V區和C區結構，並與免疫球蛋白的V區和C區有同源性，因此都屬於免疫球蛋白的超基因系。絕大多數成熟 T細胞都表達α、β鏈。胸腺中一些不成熟的T細胞表達γ、δ鏈。皮膚中的成熟 T細胞也表達γ、δ鏈，這些 T淋巴細胞隻局限於皮膚上皮細胞之間，不參加體內淋巴細胞再循環，在皮膚局部抗感染以及免疫監視方面可能起重要作用。T細胞對抗原及主要組織相容性復合體及(MHC)分子的識別特異性是由Ti分子決定的，CD3分子在向細胞內傳遞激活信號方面起重要作用。
T細胞識別抗原的特點是受MHC限制，隻能識別與自己MHC分子相同的抗原呈遞細胞上的非己抗原。TH/TD細胞識別的是與抗原呈遞細胞MHCⅡ類分子結合的抗原；Tc細胞識別的是與MHCⅠ類分子結合的抗原。
各類T細胞激活後產生不同的效應功能。
① 遲發型超敏反應(DTH)，DTH在機體排除病毒、真菌和分枝桿菌等細胞內寄生的細菌以及在器官移植排斥方面起重要作用。產生DTH的細胞是TD細胞。激活的TD細胞釋放多種可溶性因子，如巨噬細胞移動抑制因子，巨噬細胞激活因子等，使巨噬細胞聚集在TD細胞與抗原反應部位，並被激活而參與對抗原的排除。
② 細胞毒性，產生細胞毒效應的T細胞是Tc細胞。任何帶有非己表面抗原的細胞，如腫瘤細胞、病毒感染的細胞、同種異體移植物等都可以激活Tc細胞。Tc細胞的細胞毒作用的產生可以人為地分為二步：首先，TH細胞識別靶細胞上的非己抗原及 MHCⅡ類分子，並在IL-1作用下被激活而釋放IL-2。其次，Tc細胞識別靶細胞上非己抗原及 MHCⅠ類分子而激活，並表達IL-2受體，該受體與TH細胞釋放的IL-2結合而開始增殖，這些增殖的細胞在其他白細胞介素的作用下分化為具有殺傷效應功能的Tc細胞。效應Tc細胞在識別與 MHCⅠ類分子結合的非己抗原後引起靶細胞膜損傷，最後導致靶細胞的完全溶解。Tc細胞對靶細胞的溶解是一個復雜的過程。這個過程已經闡明。Tc細胞與靶細胞結合後釋放一種分子量為7萬道爾頓的穿孔素（穿孔蛋白），單體的穿孔素可以插入靶細胞膜上。在鈣離子存在的條件下，這些膜上的穿孔蛋白單體可以聚合形成一個圓柱形、直徑為1～10nm的孔道，使胞漿外溢從而導致靶細胞的死亡。
③ 免疫調節功能，T細胞是免疫調節的最重要的細胞。TH細胞可以通過釋放各類白細胞介素以及其他免疫因子促進 B細胞的活化、增殖、分化成分泌抗體的漿細胞、產生抗體；也可以輔助Tc細胞激活，產生細胞免疫效應；TH細胞分泌的IL-3還可以作用於造血幹細胞增殖、分化的調節，在造血調節上也起重要作用，因此TH細胞具有正向調節免疫應答的作用。Ts細胞可以通過釋放多種特異和非特異的抑制因子來抑制免疫應答，同時也參與造血細胞的調節，如已發現再生障礙性貧血患者的Ts細胞活性增強，這說明在造血的免疫調節中，Ts細胞起著重要的作用。Ts細胞的激活是一個復雜的、多步激活過程。目前已知此過程至少涉及三種Ts細胞，即Ts1、Ts2 、Ts3。Ts1是抗原特異的，它被抗原激活後，可產生特異的抑制因子TsF1，TsF1可以激活Ts2細胞，被激活的Ts2細胞釋放的TsF2，再激活Ts3細胞使成為具有抑制效應功能的Ts細胞。效應Ts細胞主要通過抑制TH細胞和TD細胞來抑制體液免疫和細胞免疫反應。
B淋巴細胞 B淋巴細胞發生於造血幹細胞，鳥類的B細胞在法佈裡齊奧氏囊中分化，成熟；哺乳動物B細胞分化成熟的場所是骨髓。B細胞在法佈裡齊奧氏囊或骨髓中分化成熟的過程不依賴於抗原的刺激，而取決於骨髓造血微環境中各種基質細胞和細胞因子的誘導。在這個階段，B細胞功能的分化、成熟伴隨著細胞表面標記的變化。最早出現的原B細胞體積較大，胞漿內出現IgM的μ鏈，尚無膜Ig；進一步分化成的前B細胞，表面出現單體IgM分子，並表達少量的Ia抗原。這類B細胞受抗原刺激後不但不能產生免疫應答，反而能導致免疫耐受。成熟的B細胞表面出現IgD分子，同時表達密度較高的Ia分子，並出現EB病毒的受體，C3b和C3d受體以及IgGFc受體和某些有絲分裂素受體，如脂多糖 (LPS)、美洲商陸有絲分裂原(PWM)等受體。大多數成熟的B淋巴細胞離開骨髓進入外周淋巴器官，如脾、淋巴結以及外周血中。根據B細胞的功能，表面標記以及激活方式的不同，可以將B細胞分成不同的亞類。在小鼠，成熟的B細胞可根據Lyb5抗原的不同，分為二類，一類為Lyb5+B細胞，一類為Lyb5-B細胞。
B淋巴細胞通過其膜表面抗原識別受體來識別抗原，B細胞抗原識別受體就是其膜表面的Ig分子。在B細胞分化成熟的過程中，為Ig編碼的基因經過基因重排和類別轉換形成某一類免疫球蛋白的基因，這些基因轉錄並翻譯成的蛋白質，插入細胞膜後即為膜表面Ig，擔負抗原識別的功能。一個B細胞克隆的表面Ig可以是IgD，IgM，IgA，或IgE，但他們的特異性都相同，也就是V區結構都相同。
成熟的 B細胞的激活及進一步分化為抗體分泌細胞需要抗原刺激。B細胞的激活有兩種方式。一種方式是B細胞與具有重復抗原決定簇的多價抗原、抗 Ig以及有絲分裂原如脂多糖等相互作用而被直接激活，進入G1期。在小鼠，以這類方式激活的B細胞主要是Lyb5+B細胞。另一種激活方式需要TH細胞的輔助，即B細胞識別抗原的半抗原部分，T細胞識別抗原的載體部分並引起B細胞激活。小鼠 Lyb5-B細胞以這種方式被激活。激活的B細胞的進一步分化為抗體分泌細胞需要多種因子，如IL-2，IL-4等的作用，它們分別在B細胞分化的不同階段起作用，使B細胞進一步分化為成熟的抗體分泌細胞（漿細胞）。一部分激活的B細胞分化到一定程度後，便不再分化而變為記憶細胞。漿細胞是，B細胞分化的終末細胞，具有分泌抗體的巨大能力。據估計，一個漿細胞每秒鐘能分泌幾千個抗體分子。B細胞主要通過分泌抗體發揮各種效應功能。現在發現，B細胞也可以通過抑制免疫應答參與免疫應答的調節；同時B細胞也具有呈遞抗原的作用。
殺傷細胞（K細胞） K細胞來源於骨髓造血幹細胞，並在其中成熟後離開骨髓，進入外周淋巴器官，主要分佈在脾臟和外周血中。K細胞缺乏識別抗原的受體，不具有特異地識別抗原的功能。K細胞也無記憶功能，且不參加淋巴細胞再循環。無胸腺的裸鼠缺乏T細胞，但仍具有K細胞的活性；新生期切除瞭法佈裡齊奧氏囊的小雞缺乏B細胞，但K細胞的功能仍然存在。因此K細胞既不是T細胞，也不是B細胞，而是一個獨立的淋巴細胞亞群。
K細胞表面無免疫球蛋白、但有 IgG的Fc受體和C3b受體。K細胞通過其膜表面的IgGF。受體與結合瞭IgG抗體的靶細胞結合，從而觸發K細胞的激活。激活的K細胞可直接殺傷靶細胞。K細胞的這種殺傷作用稱為抗體依賴的細胞介導細胞毒作用(ADCC)（圖2）。K細胞在機體抗腫瘤、抗病毒感染、排斥異體移植物以及一些自身免疫損傷性疾病中都起重要作用。
天然殺傷細胞（NK細胞，NK） 天然殺傷細胞是人和哺乳動物體內一群具有天然殺傷能力的淋巴細胞。它不需抗原激活就能直接殺傷腫瘤細胞、病毒感染的細胞以及移植的異體細胞。NK細胞不參加淋巴細胞再循環，也無記憶功能，因此是一群與成熟的T、B淋巴細胞不同的淋巴細胞。從形態上看，NK細胞是一種大顆粒淋巴細胞，核較致密，胞漿比較豐富，並含有嗜苯胺藍的溶酶體顆粒。目前已知NK細胞來源於骨髓幹細胞，並在骨髓中發育成熟。關於NK細胞發生上的問題目前還有爭論。許多學者認為，NK細胞可能是一類未成熟的T細胞，屬於T細胞系統；也有學者認為，NK細胞可能與K細胞來源於一個細胞系，隻是處於不同的分化階段。
成熟的NK細胞離開骨髓進入外圍淋巴器官，主要分佈在脾和外周血中。NK-1抗原是NK細胞較特異的表面抗原。NK細胞活性受一些體激因子的調節。γ－幹擾素、白細胞介素-2可以明顯增強NK細胞的活性；雌激素及其他類固醇激素則對NK細胞的活性有明顯抑制作用。NK細胞在機體免疫監視方面起重要作用，此外還能作用於B細胞，TH細胞以及抗原呈遞細胞參與免疫應答的調節。
淋巴細胞再循環 大部分淋巴細胞與機體其他組織細胞不同，它並不靜止地局限在某一器官、組織，而是在體內進行著不斷的循環運動。（淋巴組織→血流→淋巴組織）。參與再循環的淋巴細胞主要是 T細胞。淋巴細胞循環一周大約需要十幾個小時。淋巴細胞從血流進入淋巴主要是淋巴結中完成的。細胞進入部位是在淋巴結的皮質與副皮質區的連接處。在此處，淋巴細胞穿過一種特殊的毛細血管後小靜脈，即所謂高內皮毛細血管後小靜脈而進入淋巴結，再由輸出淋巴管流入胸導管，重新進入血流。淋巴細胞的這種運轉過程是高度特異的，是T細胞的一種表面成份與高內皮毛細血管後小靜脈上相應的受體結合後發生的一個主動轉運過程。很顯然，淋巴細胞在體內不斷地循環運動對捕捉和識別抗原，執行免疫功能具有十分重要的意義。