Leukocytter kaldes også for hvide blodlegemer, fordi de ikke er farvede som erythrocytter grundet mangel på hæmoglobin. Deres funktion er specielt en del af immunforsvaret, og der findes flere forskellige undertyper. Langt den største mængde af leukocytter findes i knoglemarven, ca. 10-20 gange mere end i blodet. Hvis der er en infektion i kroppen skyder knoglemarven leukocytter ud i blodet, der kan transporteres hen til sitet for infektionen. Man skelner mellem fem forskellige leukocytter:

• Neutrofile granulocytter
• Basofile granulocytter
• Eosinofile granulocytter
• Monocytter
• Lymfocytter

Monocytterne og lymfocytterne kaldes også for agranulære leukocytter, fordi de ikke farves af almindelige farvestoffer. Granulocytterne og monocytterne er fagocytter, dvs. de dræber bakterier og fordøjer dem ved fagocytose. Lymfocytterne danner antistoffer mod fremmede mikroorganismer.

Dannelsen af leukocytter sker i knoglemarven udfra samme fælles stamcelle som erythrocytterne. Denne stamcelle deler sig til én erythrocyt-linje der videre danner erythrocytter, én leukocyt-linje der videre danner granulocytter og monocytter samt én leukocyt-linje der videre danner lymfocytter. Lymfocytterne dannes fuldstændig uden for knoglemarven, fordi i slutningen af fosterstadiet forlader de knoglemarven til lymfatisk væv i lymfeknuder, milt, tonsiller, thymus, tarmen og andre organer og her modnes de til modne lymfocytter. Til forskel fra erythrocytterne er levetiden for leukocytter meget kortere, ofte kun 4-5 dage.

Neutrofile granulocytters hovedfunktion er at bekæmpe bakterier, eosinofile granulocytter bekæmper især parasitter og er involveret ved allergiske reaktioner og basofile granulocytter er specielt involveret i allergiske reaktioner. Monocytterne vandrer ud i væv og differentierer her til makrofager, der fagocyterer bakterier og kan leve i vævene i op til flere år. Lymfocytterne kan også leve i flere år, og de er vigtig i forsvaret mod alle mikroorganismer og cancer.