NK Cells ถูกสังเกตเป็นครั้งแรกสำหรับความสามารถในการฆ่าเซลล์เนื้องอกโดยไม่มีไพรมิ่งหรือการกระตุ้นก่อนหน้าใดๆ (ตรงกันข้ามกับทีเซลล์ที่เป็นพิษต่อเซลล์ ซึ่งต้องการไพรเมอร์โดยเซลล์ที่สร้างแอนติเจน) พวกมันถูกตั้งชื่อตามการฆ่าโดย 'ธรรมชาติ' นอกจากนี้ เซลล์ NK ยังหลั่งไซโตไคน์ เช่น IFNγ และ TNFα ซึ่งทำหน้าที่ในเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ เช่น เซลล์มาโครฟาจและเดนไดรต์เพื่อเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน

ในขณะที่ลาดตระเวน NK ติดต่อเซลล์อื่นอย่างต่อเนื่อง การที่เซลล์ NK ฆ่าเซลล์เหล่านี้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับความสมดุลของสัญญาณจากการกระตุ้นตัวรับและตัวรับการยับยั้งบนผิวเซลล์ NK ตัวรับการเปิดใช้งานจะจดจำโมเลกุลที่แสดงออกบนพื้นผิวของเซลล์มะเร็งและเซลล์ที่ติดเชื้อ และ "เปิด" เซลล์ NK ตัวรับการยับยั้งทำหน้าที่เป็นตัวตรวจสอบการฆ่า NK

เซลล์ปกติที่มีสุขภาพดีส่วนใหญ่แสดงตัวรับ MHC I ซึ่งทำเครื่องหมายเซลล์เหล่านี้เป็น "ตัวเอง" ตัวรับการยับยั้งบนพื้นผิวของเซลล์ NK จะจดจำ MHC I ที่เชื่อมโยงกัน และสิ่งนี้ 'ปิด' เซลล์ NK เพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์ฆ่า เซลล์มะเร็งและเซลล์ที่ติดเชื้อมักจะสูญเสีย MHC I ทำให้เสี่ยงต่อการฆ่าเซลล์ NK เมื่อตัดสินใจฆ่าแล้ว NK จะปล่อยแกรนูลที่เป็นพิษต่อเซลล์ที่มีเพอร์ฟอรินและแกรนไซม์ ซึ่งนำไปสู่การสลายของเซลล์เป้าหมาย  

ผู้ป่วยที่ขาดหมายเลข NK และระดับความเป็นพิษต่อเซลล์ ได้รับการพิสูจน์ว่ามีความอ่อนไหวสูงต่อไวรัส เชื้อโรค ริ้วรอยแห่งวัยและ โรคมะเร็ง.