抗原との特異的な反応によらない免疫機構（生体防御機構）を自然免疫という。関与細胞は病原体の病原体関連分子パターン（PAMPs）にパターン認識レセプター（PRR）で反応し，サイトカインを産生して病原体処理の反応を導いたり，食細胞は病原体を細胞内に取り込んで処理する。食細胞には好中球とマクロファージとがあるが，好中球は一般細菌の食菌・殺菌に，マクロファージは細胞内寄生性細菌や真菌の食菌・殺菌に重要である。マクロファージは異物や死細胞，老廃組織片を取り込んで消化して処理するスカベンジャー（掃除屋）の働きもする。

細胞表面のPRRには，菌の表面物質と結合し食菌をもたらすスカベンジャーレセプター，レクチン，ペプチドグリカン認識蛋白や，菌物質に反応して細胞の活性化（殺菌，炎症性サイトカイン，インターフェロンの産生）をもたらす一部のTLR（Toll like receptor）がある。

エンドソームに存在するTLRは，微生物核酸に反応して細胞の活性化を導く。細胞質には細菌物質・微生物核酸に反応するNOD，NLRP，NLRC，NaipなどのNLRや，微生物核酸に反応するRIG-ⅠなどのRLR，AIM2，IFI16などのALRそしてDAIなどが存在する。

TLRのうちTLR1，TLR2，TLR4，TLR5，TLR6，TLR11は細胞表面に，TLR3，TLR7，TLR8，TLR9はエンドソームに存在する。炎症性サイトカインとⅠ型インターフェロンの産生，殺菌物質の生成などをもたらす。またTLRへの刺激は，樹状細胞の抗原提示能を増強する。リポ多糖類にはTLR4で反応するが，それにより活性化されたマクロファージが大量の炎症性サイトカインを産生することは，エンドトキシンショックの原因となる。

損傷組織から遊出したATP，尿酸，熱ショック蛋白HMGB1などが，PRRなどに作用して炎症反応を起こすことがある。これらの物質は危険（傷害）関連分子パターン（DAMPs）といい，生体に危険が生じたことを警報するという意味でalarminとも呼ばれる。

前述のように，マクロファージには殺菌作用を示すものとスカベンジャーとして働くものとがある。このうち酸化窒素（NO），活性酸素（ROS）を産生して殺菌作用を営んだり，IL-1β，IL-6，IL-12，TNF-αなどの炎症性サイトカインを産生するものをM1細胞という。一方，死細胞や異物を処理し，むしろ炎症を抑えるIL-10，TGF-βを産生して組織修復にあたるマクロファージをM2細胞という。またマクロファージは，死細胞が表出するホスファチジルセリンをTAM分子でとらえるなどして死細胞を貪食する。この場合，不要な炎症はもたらさない。

食細胞の食作用は，相手にIgGが結合していると促進される。それはIgGのFc部をとらえるFcγレセプターを持つからである。なお，他の細胞のFcγレセプターには他の機能がある。