Witte bloedcellen of leukocyten, (van het oudgrieks, witte cel) zijn cellen met een celkern die zich in het bloed bevinden. Ze maken maar een heel klein deel uit van de cellen in het bloed, op iedere witte bloedcel zijn er vele honderden rode bloedcellen. Ze kunnen onderverdeeld worden in een aantal typen, waaronder granulocyten en lymfocyten. Ze vormen een belangrijke component van het immuunsysteem. De verschillende soorten witte bloedcellen hebben ieder hun eigen, zeer specifieke taken. Granulocyten zijn onder andere basofiele granulocyten, neutrofiele granulocyten, eosinofiele granulocyten, monocyten en macrofagen. Ze spelen een rol in de niet-specifieke afweer.
Lymfocyten zijn onder andere de T-lymfocyten (waaronder T-helpercellen en de cytotoxische T-cellen, de B-lymfocyten, de Natural Killercellen en de plasmacellen (die in feite geactiveerde B-lymfocyten zijn). Ze spelen een rol bij de specifieke immuunrespons.
Granulocyten vervullen hun functie door celvraat (fagocytose) (onder andere de macrofagen en monocyten) of door zakjes (granules) met actieve stoffen te lozen (zoals lysozyme, superoxide anionen, histamine,...) (o.a. de basofielen en mastcellen.
Lymfocyten werken dan vooral via antilichaam-antigeenreacties. Antigeenpresenterende cellen (APC's) zoals Dendritische cellen presenteren (een deeltje van) een vreemd organisme aan T-helpercellen. Deze activeren de B-lymfocyten die zich transformeren tot plasmacellen en antilichamen produceren. Deze hechten aan Natural Killercellen of macrofagen/monocyten, die zo gewapend zijn om het vreemde organisme te doden. Natural killercellen doen dit ook via degranulatie van actieve stoffen.
Witte bloedcellen spelen ook een rol bij sommige allergische reacties, zoals een type I-allergie, ook bekend als anafylaxie.