中性粒細(xì)胞在血液的非特異性細(xì)胞免疫系統(tǒng)中起著十分重要的作用，它處于機(jī)體抵御微生物病原體，特別是在化膿性細(xì)菌入侵的第一線，當(dāng)炎癥發(fā)生時(shí)，它們被趨化性物質(zhì)吸引到炎癥部位。由于它們是借糖酵解獲得能量，因此在腫脹并血流不暢的缺氧情況下仍能夠生存，它們?cè)谶@里形成細(xì)胞毒存在破壞細(xì)菌和附近組織的細(xì)胞膜。由于中性粒細(xì)胞內(nèi)含有大量溶酶體酶，因此能將吞噬入細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌和組織碎片分解，這樣，入侵的細(xì)菌被包圍在一個(gè)局部，并消滅，防止病原微生物在體內(nèi)擴(kuò)散。當(dāng)中性粒細(xì)胞本身解體時(shí)，釋出各溶酶體酶類能溶解周圍組織而形成膿腫。

中性粒細(xì)胞的細(xì)胞膜能釋放出一種不飽和脂肪酸——花生四烯酸，在酶的作用下，由它再進(jìn)一步生成一組旁分泌激素物質(zhì)，如血栓素和前列腺素等，這類物質(zhì)對(duì)調(diào)節(jié)血管口徑和通透性有明顯的作用，還能引起炎癥反應(yīng)和疼痛，并影響血液凝固。

中性粒細(xì)胞內(nèi)含許多彌散分布的細(xì)小的淺紅或淺紫色的特有顆粒，顆粒中含有髓過氧化物酶、酸性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。髓過氧化物酶是中性粒細(xì)胞所特有，即使在有強(qiáng)吞噬作用的巨噬細(xì)胞中也極少或完全沒有這種酶。在細(xì)胞化學(xué)上，一般將這種髓過氧化物酶作為中性粒細(xì)胞的標(biāo)志。中性粒細(xì)胞具有很強(qiáng)的趨化作用。所謂趨化作用，就是細(xì)胞向著某一化學(xué)物質(zhì)刺激的方向移動(dòng)。對(duì)中性粒細(xì)胞起趨化作用的物質(zhì)，稱為中性粒細(xì)胞趨化因子。中性粗細(xì)胞膜上有趨化因子受體，受體與趨化因子結(jié)合，激活胞膜上的鈣泵，細(xì)胞向前方伸出片足，使細(xì)胞移向產(chǎn)生趨化因子的部位。

中性粒細(xì)胞的片足與產(chǎn)生趨化因子的異物接觸后，接觸處周圍的胞質(zhì)形成隆起即偽足，接觸部位的細(xì)胞膜下凹，將異物包圍，形成含有異物的吞噬體或吞噬泡。中性粒細(xì)胞膜表面有IgGFc受體和補(bǔ)體C3受體，可加速吞噬作用。被吞噬的異物裹有抗體和補(bǔ)體時(shí)，與中性粒細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體結(jié)合，而加強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)它的吞噬作用，稱為調(diào)理作用。細(xì)胞隨著吞噬作用的開始，導(dǎo)致細(xì)胞膜紊亂而引起呼吸爆發(fā)，細(xì)胞耗氧量增加，產(chǎn)生大量的過氧化物及超氧化物等細(xì)胞毒性效應(yīng)分子，對(duì)寄生蟲具有殺傷活性。在IFN-γ和TNF刺激下，則可產(chǎn)生更多的過氧代謝陰離子，殺死胞外寄生蟲。中性粒細(xì)胞在殺死吞噬的細(xì)菌等異物后，本身也死亡，死亡的中性粒細(xì)胞稱為膿細(xì)胞。

中性粒細(xì)胞受細(xì)菌產(chǎn)物、抗原抗體復(fù)合物等作用時(shí)，細(xì)胞的顆粒內(nèi)容物向細(xì)胞外釋放。釋出的酸性蛋白酶和中性蛋白酶，可以分解血管基膜、腎小球基膜、結(jié)締組織的膠原蛋白與彈性蛋白以及血漿中的補(bǔ)體C5、C15和激肽原等。其分解產(chǎn)物有的又是中性粒細(xì)跑趨化因子，能吸引更多的中性粒細(xì)胞。中性粒細(xì)胞釋放的物質(zhì)中，還有嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子、中性粒細(xì)胞不動(dòng)因子(NIF)、激肽酶原、血纖維蛋白溶酶原、凝血因子、白三烯等。

除了在抗感染中起重要的防御作用外，中性粒細(xì)胞可引起感染部位的炎癥反應(yīng)并參與寄生蟲感染引發(fā)的變態(tài)反應(yīng)，從而引起免疫病理損害。抗體直接作用于組織或細(xì)胞上的抗原，中性粗細(xì)胞通過其Fc受體與靶細(xì)胞表面的IgGFc段結(jié)合，發(fā)揮ADCC作用，從而導(dǎo)致細(xì)胞毒型變態(tài)反應(yīng)損害；當(dāng)抗原抗體比例適合而形成19S大小的免疫復(fù)合物，不易被吞噬，沉積于毛細(xì)血管壁，激活補(bǔ)體，吸引中性粒細(xì)胞至局部。中性粒細(xì)胞通過Fc受體和C3b受體與免疫復(fù)合物結(jié)合并吞噬之。吞噬過程中脫顆粒，釋放出一系列溶酶體酶類，造成血管和周圍組織的損傷；在IgE介導(dǎo)的速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的部位，也有中性粒細(xì)胞的聚集，說明中性粒細(xì)胞也參與了速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)導(dǎo)致的病理損害。