自然殺傷細胞在骨髓分化發育，是天生免疫系統中非常重要的、獨立的淋巴細胞。現在用胚胎胸腺器官培養和特定細胞因子誘導的實驗系統，已經證實該細胞也可在胸腺中分化。成熟的自然殺傷細胞，通過其直接的殺傷作用、細胞毒作用、釋放細胞因子以及黏附分子的表達發揮其生物學活性。自然殺傷細胞通過細胞毒活性和產生淋巴因子，在機體抗感染、抗腫瘤、免疫調節和造血調控等方面發揮重要的免疫功能。

自然殺傷細胞抗感染，主要是通過直接殺傷病毒感染靶細胞、分泌細胞因子、抗寄生蟲和胞內病原菌感染以及分泌趨化性細胞因子抗HIV感染等途徑。病毒感染機體后，體內釋放大量的干擾素，兩天左右達到最高值，刺激自然殺傷細胞的成熟以及活性，在病毒侵染后3天~4天達到峰值，在7天~11天進入平臺期，抑制病毒數量，抵抗病毒感染。自然殺傷細胞可以聚集在腫瘤和腫瘤轉移部殺傷某些腫瘤細胞，而且無需抗體存在或預先對腫瘤細胞加以致敏。除此之外，自然殺傷細胞還能參與機體的免疫調節和移植排斥反應。自然殺傷細胞的細胞毒作用主要通過兩條途徑實現：自然殺傷作用和抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（ADCC）。其中，自然殺傷作用的主要效應物是穿孔素和顆粒酶；自然殺傷細胞在靶細胞特異性IgG抗體的介導下，殺傷相應的靶細胞，誘導靶細胞死亡。

研究證明，在實驗鼠腹腔注射殼寡糖能夠顯著降低S-180荷瘤小鼠的瘤重以及腫瘤發生度，同時小腸內皮中自然殺傷細胞的活性也有很大的增強，分泌了大量具有抗腫瘤作用的白細胞介素2，腫瘤轉移也被抑制。研究者們推測，殼寡糖的抗腫瘤活性作用，其中一部分原理是因為殼寡糖促進了自然殺傷細胞活力的提高。