Funkcje i działanie Głównymi funkcjami komórek NK jest udział we wczesnych fazach odpowiedzi nieswoistej oraz nadzorze immunologicznym. Poprzez działanie cytotoksyczne spełniają rolę niszczenia nieprawidłowych komórek: uszkodzonych, zainfekowanych przez wirusy lub wewnątrzkomórkowe patogeny i nowotworowych.
W wyniku bezpośredniego kontaktu z docelowymi komórkami przez egzocytozę wyrzucona zostaje zawartość litycznych ziaren cytotoksycznych z cytoplazmy komórek NK, które zawierają liczne białka m.in. perforynę, granzymy, granulizynę (u ludzi), które doprowadzają do destrukcji komórki docelowej. Dochodzi do tego przez aktywację kaspaz i uruchomienie procesu apoptozy lub zniszczenie komórki bez udziału kaspaz. W inny sposób może dojść do pobudzenia receptorów śmierci na komórkach docelowych (Fas/CD95) przez ligandy będące „na wyposażeniu” komórek NK i zainicjowanie apoptozy.