T 細胞負責細胞介導的免疫反應。與 B 細胞不同，T 細胞不產生抗體。T 細胞表面帶有抗原受體，能與受感染細胞或異常細胞表面的抗原特異性地結合，T 細胞被活化。活化後的 T 細胞快速分裂，形成 T 細胞克隆。隨後，T 細胞分化成三類：殺手 T 細胞、輔助 T 細胞和記憶 T 細胞。
殺手 T 細胞含有抗原受體，能與受細菌或病毒感染的細胞、癌細胞或移植細胞表面的抗原特異性地結合，釋放酶或穿孔素直接殺死這些異常細胞。
輔助 T 細胞分泌淋巴激活素，經以下方式發揮作用：
激活 B 細胞分裂分化成漿細胞，產生抗體；
活化殺手 T 細胞，殺死抗原；
活化巨噬細胞，吞噬抗原。
活化的 T 細胞一部分分化成記憶 T 細胞，能長時間蟄伏在血液中。當帶有同種抗原的異常細胞入侵時，記憶 T 細胞會迅速活化消滅抗原。