N.K细胞与病毒感染和肿瘤靶细胞密切接触后，可通过释放穿孔素、颗粒酶，表达FasL和分泌TNF-α产生细胞杀伤作用。
1.穿孔素/颗粒酶作用途径 穿孔素在钙离子存在条件下，可在靶细胞膜上形成多聚穿孔素“孔道”，使水电解质迅速进入胞内，导致靶细胞崩解破坏。颗粒酶可循穿孔素在靶细胞膜上形成的“孔道”进入胞内，通过激活凋亡相关的酶系统导致靶细胞凋亡。
2.Fas与FasL作用途径 活化的NK细胞表达的FasL与靶细胞表面的相应受体即Fas结合后，使其胞浆内的死亡结构域相聚成簇，后者（DD）与Fas相关死亡结构域蛋白结合，进而通过募集并激活caspase8，通过casepase级联反应，最终导致靶细胞发生凋亡。3.TNF-α与TNF-I作用途径 TNF-α与FasL作用相似。