Jenis limfosit T yang memiliki peran dalam menghancurkan sel yang telah terinfeksi disebut sebagai sel T sitotoksik (CTL, Cytotoxic T Lymphocytes). Sel T sitotoksik memiliki kemampuan untuk mengenali dan menghancurkan sel yang telah terinfeksi oleh patogen, seperti virus atau bakteri. Mereka mengenali antigen yang terungkap di permukaan sel yang terinfeksi dan merespons dengan melepaskan zat-zat sitotoksik yang menyebabkan kematian sel tersebut. Sel T sitotoksik juga dapat membunuh sel kanker atau sel yang telah terinfeksi virus yang mengubah ekspresi genetik sel.