Ο κύριος ρόλος των ουδετερόφιλων είναι η φαγοκυττάρωση και η καταστροφή των βακτηρίων και νεκρωμένων κυττάρων. Ωστόσο, τα ουδετερόφιλα μπορούν να καταστρέψουν ιούς, ακόμη και μύκητες. Τα ουδετερόφιλα αποτελούν τον κύριο κυτταρικό τύπο (μαζί με τα μακροφάγα) της οξείας φλεγμονής και φέρουν μεμβρανικούς υποδοχείς για το Fc τμήμα των αντισωμάτων, για παράγοντες συμπληρώματος ( C 3 b ) ενωμένους με ξένα σωματίδια και για πολυσακχαρίτες βακτηρίων.

Η μετακίνηση των ουδετερόφιλων από την αιματική κυκλοφορία στην περιοχή της φλεγμονής ή της ιστικής καταστροφής, με τη διεργασία της διαπίδυσης, οφείλεται στην αυξημένη συγκέντρωση των χημειοτακτικών ουσιών στις παραπάνω περιοχές. Οι χημειοτακτικές ουσίες περιλαμβάνουν ουσίες που είναι προϊόντα διάσπασης του συμπληρώματος, ουσίες που διαφεύγουν από νεκρωμένα κύτταρα και πολυσακχαρίτες που προέρχονται από βακτήρια. Η κάλυψη των μικροοργανισμών με αντισώματα και συμπλήρωμα, ένα φαινόμενο γνωστό ως οψωνινοποίηση, ενισχύει σημαντικά τη φαγοκυτταρική δραστηριότητα των ουδετερόφιλων. Για τούτο, οι μικροοργανισμοί που δεν εκλύουν χημειοτακτικές ουσίες ή δεν οψωνινοποιούνται είναι σχετικά ανθεκτικοί στη φαγοκυττάρωση από τα ουδετερόφιλα και επομένως έντονα παθογόνοι.