白细胞的主要功能是通过吞噬、消化及免疫反应，抵御外来微生物对机体的损害，实现对机体的保护。
中性粒细胞具有活跃的变形能力、敏锐的趋化性和很强的吞噬及消化致病微生物的能力，是吞噬微生物病原体的主要细胞。
单核一巨噬细胞的主要作用是吞噬消灭病毒、疟原虫和结核分支杆菌等致病物；识别和杀伤肿瘤细胞；识别和消除衰老受损的红细胞、血小板；吞噬逸出的血红蛋白，并参与体内铁和胆色素的代谢。此外，巨噬细胞还能产生细胞团刺激因子，调节粒细胞等血细胞的造血过程。单核细胞从血流中进入肝、脾、淋巴结等组织后，即转为体积大、溶菌颗粒多、吞噬能力强的巨噬细胞。
淋巴细胞是人体免疫功能的主力军。按发生、形态和功能等特点，又可分为T淋巴细胞和B淋巴细胞两种。T淋巴细胞主要执行细胞免疫功能。异物抗原经巨噬细胞吞噬处理后，将决定异物特异性的抗原物质传送到T淋巴细胞，激活T淋巴细胞。T淋巴细胞能破坏具有这种特异抗原的异物。B淋巴细胞主要执行体。
液免疫功能。它可产生大量免疫球蛋白，能识别、凝集、溶解异物或中和毒素。
此外，还有嗜酸粒细胞，它参与对蠕虫的免疫反应。可见，白细胞是名副其实的人体“卫士”。