Популяцію природних кілерів [NK-клеток (от англ. natural killer, естественный киллер)]становлять великі зернисті лімфоцити, що знищують ауто-, алло-і ксеногенні пухлинні клітини, а також клітини, інфіковані вірусами, бактеріями і найпростішими.

NK-клітини не мають основних маркерів Т-або B-лімфоцитів (тому їх також називають нульові лімфоцити ), але експресують диференціювальні CD2 CD56 і CD16 (рецептор Fc-фрагмента AT) Аг. На відміну від цитотоксичних лімфоцитів, здатність NK-клітин до цитолізу пов'язана з самостійним розпізнаванням «своє-чуже» на поверхні мішені.

NK-клітини знищують клітину-мішень після встановлення з нею прямого контакту за допомогою спеціальних білків - перфорінов. Перфоріни вбудовуються в мембрану чужорідної або трансформованому клітини, утворюючи в ній «діру», що приводить до необоротного і згубному вирівнюванню іонного складу між цитоплазмою і зовнішнім середовищем.

Активність NK-клітин регулюють цитокіни (у-ІФН та ІЛ-2 підсилюють їх цитолітичним активність). Поряд з макрофагами, нейтрофілами і еозинофілами вони також беруть участь в антителозависимой клітинно-опосередкованому цитолізу. Для цього NK-клітини експресують на своїй поверхні рецептор Fc-фрагмента IgG (GD16). Реакція залежить від присутності AT, котрі дізнаються клітину-мішень і зв'язуються з нею. Fc-фрагмент пов'язаних з клітиною-мішенню AT взаємодіє з рецептором Fc-фрагмента, вбудованим в плазматичну мембрану NK-клітини. Природа агента, що вбиває клітину-мішень в цьому випадку, невідома.