在淋巴细胞中，除T和B细胞外，还发现一群没有T和B细胞表面标志的淋巴样细胞。一些学者认为它们可能是与T和B细胞并列的第三群淋巴细胞。目前认为它们是来源于其它细胞系，有待深入研究后才能确定其归属。
一、自然杀伤细胞（NK细胞）
1．NK细胞的特性 NK细胞来源于骨髓，主要存在于血液和淋巴样组织，特别是存于脾中。由于其胞浆中含有颗粒故有称为大颗粒淋巴细胞（large granular lymphocyte,LCL）。
从系统发生看，NK细胞被认为是原始杀伤T细胞，但它没有抗原识别受体，能杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞，所以是非特异杀伤作用，但无MHC分子的限制性，故名自然伤细胞。
虽然NK细胞对靶细胞的作用范围远大于杀伤T细胞，但其杀伤作用也不是随机的而是有一定范围的。NK细胞可以杀伤某些病毒感染细胞，但对正常未感染细胞无杀伤作用。NK细胞可杀伤某些肿瘤细胞株，特别是对造血细胞来源的肿瘤细胞更为敏感，但不是对所有肿瘤细胞均有作用。
2．NK细胞的表面标志 从细胞表型来看，NK细胞既不是T细胞也不是B细胞。NK细胞没有Ig或TCR基因重排，也不表达CD3分子。但NK细胞可表达CD2分子和低亲和性的IgGFc受体FcRⅢ（CD16）。如使CD2或CD16交联可促使NK细胞增殖和分泌细胞因子。值得注意的是尽管NK细胞缺乏CD3分子，但它能表达CD3的同二聚体ζ链分子，并与CD16联在一起。当IgG与CD16结合后它在信号传递中也发挥重要作用。
3．NK细胞的杀伤作用 当IgG与靶细胞结合并与NK细胞的CD16结合时即可引起NK细胞对靶细胞的杀伤作用，称这种作用为抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）。NK细胞是ADCC的重要介导细胞。但NK细胞识别敏感靶细胞上的分子尚未明确。
NK细胞可合成和分泌THF，但无LT。在一定条件下也可合成和分泌IFN-γ可活化巨噬细胞，能杀伤感染的病原微生物。
二、淋巴因子活化的杀伤细胞
近年来有些学者应用分离正常人或小鼠淋巴细胞加入白细胞介素-2（IL-2）在体外培养使之活化增殖，发现这种经IL-2活化增殖的淋巴细胞在体外能杀伤自体和异体新鲜肿瘤细胞，但对自体和异体外周血淋巴细胞无杀伤作用，称这种细胞为淋巴因子活化的杀伤细胞（lymphokine activated killercells,LAK）。并证明了LAK细胞与NK细胞和Tc（TCL）不是同一的细胞群。LAK细胞对肿瘤的治疗具有重要意义。
LAK细胞的前体细胞也属于大颗粒淋巴细胞（LGL），但不是NK细胞和T细胞。LAK的前体细胞有仅存在于人外周血中，也存在于人的骨髓和胸导管中，表明其分布较为广泛。对这种前体细胞的特性和起源有待深入研究。
三、肿瘤浸润淋巴细胞
近来美国学者Rosenberg应用在和和动物肿瘤组织中分离出的淋巴细胞加入IL-2在体外培养。实验证明这种活化增殖的肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltuating lymphocyte,TIL）具有比LAK细胞更强的杀伤瘤细胞的作用。LAK细胞具有广谱杀瘤作用，而TIL细胞有特异杀瘤作用。TIL前体细胞为Lyt-2+,与杀伤T细胞的表面标记相同。TIL细胞对肿瘤的过继免疫治疗更具有应用前景。