在体液免疫中，吞噬细胞对侵入机体的抗原进行摄取和处理，呈递给T淋巴细胞，T淋巴细胞再呈递给B淋巴细胞，并刺激B细胞增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞，记忆细胞对抗原具有特异性的识别能力，当抗原二次感染机体时，记忆细胞可直接增殖、分化产生浆细胞，并产生抗体，与抗原结合。
在细胞免疫中，T细胞增殖、分化产生效应T细胞和记忆细胞，效应T细胞可识别感染抗原的细胞，与此细胞结合，让其裂解，使抗原暴露，随后抗体与抗原结合，杀灭病原体。记忆细胞在抗原二次感染细胞时，可直接增殖、分化产生效应T细胞。
记忆细胞可在人体内存在数月，甚至几十年，使人体避免受到相应病原体的二次侵入。图为T细胞分化的记忆细胞。