ナチュラルキラー細胞（NK細胞）は細胞傷害性リンパ球に属し、自然免疫系の重要な一部です。NK細胞は、適応免疫応答において細胞傷害性T細胞と同様の役割を果たします。NK細胞はウイルス感染細胞に対して迅速な反応を示します。反応時間は感染後約3日。NK細胞はまた、腫瘍形成を認識して接近することができ、抗体やMHC分子がない場合でもストレスを受けた細胞を識別する能力がユニークです。これにより迅速な免疫応答が可能になります。NK細胞は、MHCクラス1の「自己」マーカーを持たない細胞を殺すために活性化する必要がないことから、「ナチュラルキラー」と呼ばれています。MHC Iマーカーを持たない有害な細胞は、Tリンパ球細胞などの他の免疫細胞によって認識され、破壊されることがないためです。NKT細胞（CD3+56+）とは対照的に、NK細胞はT細胞抗原受容体（TCR）も汎TマーカーCD3も発現しません。通常、ヒトでは表面マーカーCD16（FcγRIII）とCD56 Iを、マウスではNK1.1またはNK1.2を発現します。