细胞免疫(cellular immunity)同体液免疫一样，细胞免疫的产生也分为感应、反应和效应三个阶段。它当T细胞受到抗原刺激后，增殖、分化、转化为致敏T细胞(也叫效应T细胞)，当相同抗原再次进入机体的细胞中时，致敏T细胞(效应T细胞)对抗原的直接杀伤作用及致敏T细胞所释放的细胞因子的协同杀伤作用。其作用机制包括两个方面：致敏T细胞的直接杀伤作用。参与这种作用的致敏T细胞，称为杀伤T细胞。通过淋巴因子相互配合、协同杀伤靶细胞。如皮肤反应因子可使血管通透性增高，使吞噬细胞易于从血管内游出;巨噬细胞趋化因子可招引相应的免疫细胞向抗原所在部位集中，以利于对抗原进行吞噬、杀伤、清除等。由于各种淋巴因子的协同作用，扩大了免疫效果，达到清除抗原异物的目的。T细胞是细胞免疫的主要细胞。其免疫源一般为：寄生原生动物、真菌、外来的细胞团块(eg：移植器官或被病毒感染的自身细胞)。细胞免疫也有记忆功能。
几乎所有的细胞表面都有MHC-I,CD8+T细胞能识别细胞表面的MHCI+抗原复合物，识别后进行攻击。根据功能不同T细胞可分为三类，其表面均有相应的受体，具有抗原特异性：细胞毒性T细胞(Cytotoxic T cells，Tc)、辅助性T细胞(helper T cells,TH)、抑制性T细胞(suppressor T Cells,Ts)。TC细胞的作用是消灭外来病原;TH细胞对各种免疫细胞，Tc、Ts、B都有辅助作用;Ts细胞是抑制性T细胞，只有在TH的刺激下才发生作用。在外来的抗原消灭殆尽时，发挥作用而结束“战斗”。
细胞免疫作用在于当相同抗原再次进入机体，致敏T细胞对抗原的直接杀伤作用及致敏T细胞所释放的淋巴因子的协同杀伤作用;在抗感染免疫中，细胞免疫既是抗感染免疫的主要力量，参与免疫防护;又是导致免疫病理的重要因素。细胞是细胞免疫的主要细胞。其免疫源一般为：寄生原生动物、真菌、外来的细胞团块(eg：移植器官或被病毒感染的自身细胞)。
在抗感染免疫中，细胞免疫主要参与对胞内寄生的病原微生物的免疫应答及对肿瘤细胞的免疫应答，参与迟发型变态反应和自身免疫病的形成，参与移植排斥反应及对体液免疫的调节。也可以说，在抗感染免疫中，细胞免疫既是抗感染免疫的主要力量，参与免疫防护;又是导致免疫病理的重要因素。
