Tc 细胞杀伤靶细胞机制有：细胞凋亡和细胞裂解。导致靶细胞凋亡的机制有两个，其一是Fas/FasL 介导的细胞凋亡。活化的Tc 细胞大量表达FasL，FasL 和靶细胞表面的Fas 分子结合，通过Fas 分子胞内段的死亡结构域，引起死亡信号（半胱天冬氨酸蛋白酶）的逐级转导，激活内源DNA 内切酶，致细胞结构毁损，细胞死亡。其二是CD8⁺T 细胞释放颗粒酶，通过穿孔素形成的通道进入靶细胞内，导致靶细胞凋亡。CD8⁺T 细胞裂解靶细胞的机制是释放穿孔素，在细胞膜上形成穿膜的管状结构，这种异常通道使Na⁺、水分子进入靶细胞，K⁺及大分子物质则从胞内逸出，从而改变细胞渗透压，最终导致细胞溶解。