Chociaż toczy się debata na temat tego, jaki rodzaj substancji chemicznej wytwarzanej przez organizm stanowi cytokinę, wśród biochemików medycznych panuje ogólna zgoda co do ich funkcji. Podstawowa rola cytokin obejmuje regulację i komunikację. Cytokiny są często wytwarzane przez organizm w odpowiedzi na stany braku równowagi, w tym choroby i urazy fizyczne, i są próbą pokierowania innymi częściami ciała w celu przywrócenia właściwej równowagi.
Z pewnością istnieje zgoda, że cytokiny są białkami. Jedna z głównych roli cytokin jest zasadniczo regulacyjna i pod tym względem wykazują one bliskie podobieństwo funkcjonalne do hormonów. Te ostatnie są jednak wydzielane przez wyspecjalizowane, dyskretne gruczoły, podczas gdy cytokiny są wydzielane przez bardziej uogólnioną tkankę rozsianą po całym ciele. Należą do nich komórki układu odpornościowego, tzw. komórki glejowe układu nerwowego oraz komórki zarówno ściany wewnętrznej, jak i zewnętrznej, które tworzą i chronią narządy. Większość hormonów ma również działanie ogólnoustrojowe, podczas gdy większość cytokin ma tylko jeden specyficzny i celowy efekt.
Biochemicy zidentyfikowali i sklasyfikowali wiele różnych związków, z których każdy jest unikalnym regulatorem określonych funkcji organizmu. Funkcja regulacyjna to modulacja, sprzężenie zwrotne i reakcja w górę lub w dół w celu utrzymania właściwej zdrowej równowagi. Jedną z ważniejszych jest układ odpornościowy organizmu, a dwie z jego głównych cytokin to interleukiny i interferony. W przypadku infekcji lub urazu, te sygnały o niebezpieczeństwie zaleją krwioobieg. Niektórzy badacze medyczni określają rolę cytokin jako czynników immunomodulujących.
Kluczową rolą cytokin jest również chemiczna komunikacja z innymi odległymi komórkami organizmu, sygnalizowanie lub pobudzanie ich do wykonywania odpowiednich funkcji i regulowania ich funkcji. Większość cytokin jest specyficzna dla celu; ich białko jest skonstruowane dokładnie tak, aby pasowało do struktury ściany komórki, którą próbuje zasygnalizować. Odwrotność niekoniecznie jest prawdziwa; różne cytokiny mogą atakować tę samą komórkę i wyzwalać tę samą reakcję. Uważa się również, że cytokiny odgrywają rolę w inicjowaniu niektórych etapów rozwoju płodu.
Zazwyczaj, gdy białka te znajdują dopasowanie i przyczepiają się do celu, powoduje to, że komórka w pewien sposób zmienia swoje normalne, stabilne funkcjonowanie. Zwykle instrukcja polega po prostu na przyspieszeniu lub zahamowaniu tempa metabolizmu komórki, ale rolą cytokin może być również nakazanie zdalnym komórkom wykonywania zadań wykraczających poza ich normalne granice. Niektóre wydają się po prostu inicjować łańcuch lub kaskadę reakcji komórkowych. Na przykład komórce docelowej można powiedzieć, że ma wyprodukować inną inną cytokinę, rodzaj pałki komunikacji komórkowej.
Wśród najczęściej badanych cytokin znajdują się interleukiny, które przede wszystkim celują w białe krwinki lub leukocyty i wpływają na nie. Są one wytwarzane przez łagodny, ale ważny rodzaj białych krwinek zwanych komórkami pomocniczymi T, z których istnieją dwa różne typy, nazwane Th1 i Th2. Jedna klasa interleukin jest odpowiedzialna za wzrost i proliferację komórek T, białych krwinek, które agresywnie dążą do zniszczenia czynników inwazyjnych w krwiobiegu, jak również natywnych komórek organizmu, które stały się nieprawidłowe, na przykład w wyniku infekcji wirusowej lub raka. Inna klasa interleukin przyciąga jeszcze inny rodzaj szczególnie silnych białych krwinek, nazywanych naturalnymi zabójcami lub komórkami NK.