記憶細胞分化為漿細胞的過程比原來的途徑更迅速，更劇烈，但有可能產生過敏反應。在細胞免疫中，大部分T細胞增殖、分化產生T淋巴母細胞，然后分化為效應T細胞，小部分增殖、分化為記憶細胞。效應T細胞可以激活其它T細胞（抑制性T細胞、輔助性T細胞等）來破壞含抗原的細胞，也可以直接釋放分泌產物（腫瘤壞死因子、白細胞介素2等）與其它免疫細胞（中性粒細胞、巨噬細胞等）共同發揮作用。細胞免疫反應較慢，一般24-48h后產生效應，稱為延遲性過敏反映。記憶細胞在抗原二次感染細胞時，可直接增殖、分化產生效應T細胞。
記憶細胞可在人體內存在數月，甚至幾十年，使人體避免受到相應病原體的二次侵入。