LGL常较T、B细胞大，直径约11μm，胞质较丰富，含许多散在的深酶体。血液中LGL约占淋巴细胞的10%，在脾内和腹膜渗出液中较多，淋巴结和骨髓内较少，胸腺内无。LGL的来源未明，寿命约数周，细胞表面无特异性抗原受体，膜上的标志主要是GM1（单核巨噬细胞的标志）和CD8（TC细胞的标志），并常有Fc受体。

LGL可分为两种：①杀伤细胞（killer细胞，K细胞），在靶细胞与抗体结合后，K细胞可借Fc受体与抗体的Fc端结合进而杀伤靶细胞。②自然杀伤细胞（nature killer cell，NK细胞），它不需抗体的存在，也不需抗原的刺激即能杀伤某些肿瘤细胞。由于K细胞和NK细胞的形态、分布与表面标志均近似，故它们可能是同一种细胞的不同功能表现。