在体液免疫中，吞噬细胞对侵入机体的抗原进行摄取和处理，呈递给T淋巴细胞，T淋巴细胞再分泌淋巴因子刺激B细胞增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞，记忆细胞对抗原具有特异性的识别能力，当抗原二次感染机体时，记忆细胞可直接增殖、分化产生浆细胞，并产生抗体，与抗原结合。记忆细胞分化为浆细胞的过程比原来的途径更迅速，更剧烈，但有可能产生过敏反应。在细胞免疫中，大部分T细胞增殖、分化产生T淋巴母细胞，然后分化为效应T细胞，小部分增殖、分化为记忆细胞。效应T细胞可以激活其它T细胞（抑制性T细胞、辅助性T细胞等）来破坏含抗原的细胞，也可以直接释放分泌产物（肿瘤坏死因子、白细胞介素2等）与其它免疫细胞（中性粒细胞、巨噬细胞等）共同发挥作用。细胞免疫反应较慢，一般24-48h后产生效应，称为延迟性过敏反映。记忆细胞在抗原二次感染细胞时，可直接增殖、分化产生效应T细胞。

记忆细胞可在人体内存在数月，甚至几十年，使人体避免受到相应病原体的二次侵入。图为T细胞分化的记忆细胞。