結核のように細胞の中で増殖する菌やウイルス、また腫瘍に対する抵抗力の主役は、血漿中の抗体ではなく、Tリンパ球による細胞性免疫である。一部のリンパ球（遅延型過敏症T細胞）は、抗原によって感作されると、リンフォカインを産生してマクロファージを活性化する。活性化されたマクロファージは、貪食した結核菌などの増殖を抑えたり殺菌したりできる。臓器移植の際の拒絶反応でも、このリンパ球が免疫反応の主役である。細胞がウイルスに感染した場合には、別のリンパ球（細胞傷害T細胞）が組織適合抗原とウイルスの抗原を同一細胞上に認識して、その細胞を破壊する。腫瘍に対する免疫の場合には、先の2種のT細胞のほかに非特異的に腫瘍細胞を殺すナチュラルキラー細胞も重要な役割を果たす。