凡是由免疫細胞發揮效應以清除異物的作用即稱為細胞免疫。細胞免疫又稱細胞介導免疫。狹義的細胞免疫僅指T細胞介導的免疫應答，即T細胞受到抗原刺激后，分化、增殖、轉化為致敏T細胞，對抗原的直接殺傷作用及致敏T細胞所釋放的細胞因子的協同殺傷作用。

T細胞介導的免疫應答的特征是出現以單核細胞浸潤為主的炎癥反應和/或特異性的細胞毒性。廣義的細胞免疫還應該包括原始的吞噬作用以及NK細胞介導的細胞毒作用。細胞免疫是清除細胞內寄生微生物的最為有效的防御反應，也是排斥同種移植物或腫瘤抗原的有效手段。