中性粒細胞在血管內停留的時間平均只有6～8小時，它們很快穿過血管壁進入組織發揮作用，而且進入組織后就不再返回血液中來。在血管內的中性粒細胞，約有一半隨血流循環，通常作白細胞計數只反映了這部分中性粒細胞的情況；另一半則附著在小血管壁上。同時，在骨髓中尚貯備了約2．5 x 10比個成熟中性粒細胞，在機體需要時可立即動員這部分粒細胞進入循環血流。
中性粒細胞在血液的非特異性免疫中起著十分重要的作用，它處于機體抵御微生物病原體，特別是在化膿性細菌入侵的第一線，具有很強的吞噬活性，可吞噬細菌、衰老的紅細胞、抗原一抗體復合物和壞死的細胞等。中性粒細胞內含有大量溶酶體酶，因此能將吞噬入細胞內的細菌和組織碎片徹底分解。當中性粒細胞吞噬數十個細菌后，自身發生解體，所釋出的各種溶酶體酶類能溶解周圍組織而形成膿液。