因為CIK細胞可以殺死自然殺傷細胞或LAK細胞無法裂解的細胞，所以具備獨特的功能。
CIK細胞同時具備T細胞和NK細胞樣表型特征，二者功能的獨特組合，產生強有力而又廣泛的不受MHC限制的抗腫瘤細胞毒性，具備廣譜抗腫瘤效果。CIK細胞識別腫瘤的確切機制和其靶向殺傷作用尚不完全清楚。NK樣細胞除了通過TCR/CD3，還通過細胞間接觸依賴性的NKG2D、DNAM-1和NKp30介導來識別腫瘤。這些受體和細胞表面標志使CIK細胞能夠消滅不呈遞主要組織相容性復合體的細胞，這點可由CIK細胞能夠裂解非免疫原性、異基和同系的腫瘤細胞證明。特別是實體腫瘤細胞和血液腫瘤細胞均呈遞NKG2D配體，CIK細胞能夠裂解帶有該標記的癌細胞。此外CIK細胞能夠特異地識別腫瘤細胞和受病毒感染的細胞，而不對健康細胞做出反應。
免疫調節性T細胞會抑制CIK細胞的功能。