Клетки иммунной системы являются ее основной функциональной единицей и включают в себя различные популяции различного происхождения. Традиционно к клеткам иммунной системы относят мононуклеарные фагоциты (моноциты, макрофаги, дендритные клетки), гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, тучные клетки и базофилы) и лимфоциты (врожденные лимфоидные клетки, Т- и В-лимфоциты). Однако большое количество клеток выполняют защитные функции и также являются клетками иммунной системы это эпителиальные клетки, клетки системы гемостаза клетки Панета, м-клетки и пр..

Некоторые макрофаги, включая клетки Купфера и Лангерганса, микроглии головного мозга, тучные клетки, В1 лимфоциты, гамма/дельта Т-лимфоциты, формируются до рождения и поддерживают себя без дальнейшего участия в кроветворении во взрослом состоянии образуя своеобразный резервуар. Это же относится и к эпителиальным клеткам.

Другая же группа (нейтрофилы, моноциты, Т- В-лимфоциты и пр.) имеют костномозговое происхождение и в основном реагируют на тот или иной патоген. Поэтому по происхождению имеет смысл все клетки иммунной системы разделить на эмбриональные и костномозговые (рис.3). Ряд клеток, например макрофаги могут пополнятся за счет костномозговых клеток (моноцитов).

Тесно связанны с клетками иммунной системы и нормальная микробиота человека, которая также выполняет защитную функцию

Все костномозговые клетки иммунной системы происходят от стволовой кроветворной клетки, локализующейся в костном мозге.