Các bạch cầu tham gia bảo vệ cơ thể thông qua 3 cơ chế:
+ thực bào: khi các vi sinh vật xâm nhập vào mô nào đó của cơ thể, hoạt động đầu tiên của các bạch cầu để bảo vệ cơ thể là sự thực bào. Tham gia hoạt động thực bào gồm bạch cầu trung Tong và bạch cầu mônô(đại thực bào).
+ tạo ra kháng thể để vô hiêụ hóa kháng nguyên
+ phá hủy các tế bào đã bị nhiễm bệnh

Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của một bạch cầu trung tính (màu vàng) đang nuốt vi khuẩn bệnh than (màu cam). Hệ miễn dịch là một hệ thống bảo vệ vật chủ gồm nhiều cấu trúc và bổ thể. Các động vật có quai hàm, bao gồm cả con người, còn có cơ chế phòng vệ tinh vi hơn, bao gồm khả năng thích ứng theo thời gian để nhận ra các mầm bệnh cụ thể hiệu quả hơn. trí nhớ miễn dịch sau lần gặp ban đầu đối với một mầm bệnh cụ thể, dẫn đến đáp ứng tăng cường cho các lần chạm trán sau này với cùng mầm bệnh đó. Quá trình miễn dịch thu được này là cơ sở tiêm chủng.
Rối loạn hệ thống miễn dịch có thể dẫn đến bệnh tự miễn, bệnh viêm và ung thư. Suy giảm miễn dịch là khi hệ miễn dịch ít hoạt động hơn bình thường, dẫn đến các bệnh nhiễm trùng tái phát và đe dọa đến mạng sống. Ở người, suy giảm miễn dịch có thể là kết quả của một căn bệnh di truyền như suy giảm miễn dịch kết hợp cấp, các bệnh liên quan đến HIV/AIDS, hoặc sử dụng thuốc ức chế miễn dịch. Ngược lại, bệnh tự miễn là kết quả khi hệ thống miễn dịch hoạt động quá mức nên tấn công chính các mô bình thường như thể là sinh vật ngoại lai. Các bệnh tự miễn thường gặp bao gồm viêm tuyến giáp Hashimoto viêm khớp dạng thấp, bệnh đái tháo đường type 1, và lupus ban đỏ hệ thống. Miễn dịch học là môn học nghiên cứu của tất cả các khía cạnh của hệ thống miễn dịch.