Лимфоциты человека состоят из популяций CD3-положительных T-клеток, CD56-положительных натуральных киллеров, и CD19-положительных B-клеток. Каждая из этих популяций состоит из субпопуляций.
Так, T-клетки представлены T-хелперами (CD3+CD4+) и цитотоксическими T-лимфоцитами (CD3+CD8+). T-хелперы стимулируют развитие специфического иммунного ответа, в то время как цитотоксические T-лимфоциты его осуществляют. На поверхности активированных цитотоксических T-клеток появляются антигены CD38 и HLA-DR. Соотношение числа CD4-положительных клеток с CD8-положительным называется иммунорегуляторным индексом, свидетельствующем о том, насколько сбалансирован иммунный ответ. Увеличение числа активированных цитотоксических T-лимфоцитов может происходить при острых фазах инфекционного заболевания либо при развитии онкологического заболевания. С другой стороны, наличие большого числа активированных T-клеток может быть причиной развития аутоиммунных заболеваний.
В свою очередь, натуральные киллеры представлены собственно NK-клетками (CD16+CD56+CD3-), но среди них также могут наблюдаться NKT-клетки, имеющих признаки как T-клеток, так и натуральных киллеров (CD16+C56+CD3+). Натуральные киллеры распознают и уничтожают опухолевые либо инфицированные клетки, а также выделяют вещества, активирующие цитотоксические T-клетки. На поверхности активированных NK-клеток, так же, как у T-клеток, находится антиген CD38. Увеличение количества NK-клеток, особенно активированных, может быть связано с противовирусным иммунным ответом или наличием онкологических заболеваний. Снижение числа NK-клеток может быть причиной иммунодефицитов, либо вызывается паразитарными инфекциями или приёмом гормонов, а также стрессом.
Наконец, большинство B-лимфоцитов (CD19+CD5-) способно продуцировать антитела, распознающие практически все возможные антигены организмов-паразитов, причём как многоклеточных, так и одноклеточных. Кроме B-клеток с иммунофенотипом CD19+CD5- существуют так называемые B1-клетки, имеющие антигены CD19+CD5+. B1-клетки также синтезуруют антитела, но их специфичность направлена в основном против распространённых инфекционных микроорганизмов. Во многих случаях увеличение общего числа B-лимфоцитов характерно для B-клеточных лимфопролиферативных заболеваний. Увеличение числа B1-клеток может наблюдаться у больных инсулин-зависимым сахарным диабетом, при миастении и при тироидите Хашимото, а также при системной красной волчанке или ревматоидном артрите. Снижение доли B-клеток может наблюдаться в тех случаях, когда вырастает число T-лимфоцитов или NK-клеток.