T淋巴細胞具有多種生物學功能，具有發育、分化、體液免疫、細胞免疫等功能。
T淋巴細胞主要是在胸腺激素的作用下發育，可以進一步完成分化和增殖。T淋巴細胞主要可以分化成為效應T細胞和記憶T細胞，效應T細胞主要和感染抗原的靶細胞進行結合，促使靶細胞分解促使抗原排出。而記憶細胞可對抗原進行記憶，防止同樣抗原再次對機體產生入侵。
T淋巴細胞還可以對抗原進行識別和呈遞，通過釋放淋巴因子來達到免疫作用，並且相關細胞還可以通過淋巴管、外周血等循環進入到其他組織以及器官，從而達到預防病原體入侵的作用。並且T淋巴細胞還可以將抗原呈遞給b淋巴細胞，促進b淋巴細胞的免疫反應。
T淋巴細胞在機體內作用非常大，如果免疫力下降就會造成相關細胞的數量減少，就更加容易受到病原體的入侵，增加感染性疾病的發生幾率。
