白细胞可分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞五类，各类白细胞均参机体的防御功能，白细胞具有变形、游走、趋化、吞噬和分泌等特性，是执行防御功能的生理基础。除了淋巴细胞以外，所有白细胞都能伸出伪足，并作变形运动，凭借运动白细胞得以穿过毛细血管壁，过程叫白细胞渗出。白细胞渗出有利于白细胞与内皮细胞之间的相互作用和黏附分子的介导，渗出到血管外的白细胞，可以借助其变形运动，在组织内游走，在某些化学物质的吸引下，迁移到炎症区域，发挥生理作用。
白细胞朝向某些化学物质运动的特性，称为趋化性，能够吸引白细胞发生定向运动的化学物质，叫趋化因子。人体白细胞的降解产物、抗原、抗体复合物、毒素和细菌等都具有趋化特性，白细胞按照趋化因子的浓度、梯度游走到炎症的部位，吞噬细菌等异物，进而将消化和杀灭。白细胞还可以分泌多种细胞因子，比如白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等，通过自分泌、旁分泌作用，参与炎症和免疫反应的调控。白细胞的吞噬具有选择性，正常的细胞表面光滑，而且存在可以排除吞噬的保护性蛋白，因此并不容易被吞噬，坏死组织和外源性颗粒因为缺乏相应的保护机制而容易被吞噬。此外在特异性的抗体和某些补体的激活产物调理下，白细胞对外源性的异物的识别和吞噬作用加强。
