キラーT細胞はT細胞のサブグループであって、ウイルス（および他の病原体）に感染した細胞を殺滅する。これがなされない場合損傷を与え機能不全をもたらす。[43] B細胞で行われているように各T細胞タイプは異なる抗原を認識する。キラーT細胞はT細胞受容体がこの特定の抗原が他の細胞のMHCクラスI受容体と複合体を作っているときに抗原と結合する。このMHC-抗原複合体はT細胞上のCD8と呼ばれるコレセプターの助けを得て認識される。したがってこのT細胞はこのような抗原を保持したMHCI受容体を発現させている細胞を捜して、体内をくまなく移動する。活性化したT細胞がこのような細胞と接触するとT細胞はパーフォリンのようなサイトカインを放出する。パーフォリンはターゲット細胞の細胞膜に穴を開け、イオンや水分さらに毒性物質を侵入させる。グラニュライシン（タンパク質分解酵素）と呼ばれるほかの毒性物質の侵入はターゲット細胞にアポトーシスを誘導する。 T細胞による宿主細胞の殺滅は、ウイルスの増殖を妨害する上で特に重要である。T細胞の活性化は強く制御されており、一般にきわめて強力なMHC/抗原の活性シグナルを必要とする。あるいは付加的な活性シグナルはヘルパーT細胞から供される。
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ヘルパーT細胞は自然免疫系も適応免疫系も制御する。そして生体が特定の病原体に対して応答するのにどちらのタイプを用いるかを決定するのを助ける。 このT細胞は細胞毒性活性は全くもたず、感染細胞を殺滅したり、病原体を直接排除しない。代わりに他の細胞がそのような仕事をするよう方向付けて免疫系を制御する。