Αν και υπάρχει κάποια συζήτηση για το τι ακριβώς είδος χημικής ουσίας που παράγεται από το σώμα αποτελεί κυτοκίνη, υπάρχει γενική συμφωνία μεταξύ των ιατρικών βιοχημικών σχετικά με τη λειτουργία τους. Ο πρωταρχικός ρόλος των κυτοκινών περιλαμβάνει τη ρύθμιση και την επικοινωνία. Οι κυτοκίνες παράγονται συχνά από το σώμα σε αντίδραση σε συνθήκες ανισορροπίας, συμπεριλαμβανομένων ασθενειών και σωματικών τραυμάτων, και είναι μια προσπάθεια να στρατολογήσουν άλλα μέρη του σώματος για να βοηθήσουν στην αποκατάσταση της σωστής ισορροπίας.
Υπάρχει σίγουρα συμφωνία ότι οι κυτοκίνες είναι πρωτεΐνες. Ένας πρωταρχικός ρόλος των κυτοκινών είναι ουσιαστικά ρυθμιστικός και από αυτή την άποψη, έχουν στενή λειτουργική ομοιότητα με τις ορμόνες. Οι τελευταίες, ωστόσο, εκκρίνονται από εξειδικευμένους διακριτικούς αδένες, ενώ οι κυτοκίνες εκκρίνονται από πιο γενικευμένο ιστό που απλώνεται σε όλο το σώμα. Αυτά περιλαμβάνουν κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, τα λεγόμενα γλοιακά κύτταρα του νευρικού συστήματος, και κύτταρα του εσωτερικού τοιχώματος και του εξωτερικού τοιχώματος που σχηματίζουν και προστατεύουν τα όργανα. Οι περισσότερες ορμόνες έχουν επίσης επιδράσεις σε όλο το σύστημα, ενώ οι περισσότερες κυτοκίνες έχουν μόνο ένα συγκεκριμένο και σκόπιμο αποτέλεσμα.
Οι βιοχημικοί έχουν εντοπίσει και ταξινομήσει μια μεγάλη ποικιλία ενώσεων, η κάθε μία μοναδικός ρυθμιστής συγκεκριμένων λειτουργιών του σώματος. Μια ρυθμιστική λειτουργία είναι η διαμόρφωση, η ανάδραση και η αντίδραση είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω για τη διατήρηση της σωστής υγιούς ισορροπίας. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος και δύο από τις κυριότερες κυτοκίνες του είναι οι ιντερλευκίνες και οι ιντερφερόνες. Σε περίπτωση μόλυνσης ή τραύματος, αυτά τα σήματα κινδύνου θα πλημμυρίσουν την κυκλοφορία του αίματος. Ορισμένοι ιατρικοί ερευνητές ορίζουν το ρόλο των κυτοκινών ως ανοσοτροποποιητικών παραγόντων.
Βασικός ρόλος των κυτοκινών είναι επίσης η χημική επικοινωνία με άλλα απομακρυσμένα κύτταρα του σώματος, σηματοδοτώντας ή ενεργοποιώντας τα να εκτελέσουν τις αντίστοιχες λειτουργίες τους και ρυθμίζοντας τη λειτουργία τους. Οι περισσότερες κυτοκίνες είναι συγκεκριμένες για τον στόχο. Η πρωτεΐνη τους είναι δομημένη ακριβώς για να ταιριάζει με τη δομή του τοιχώματος του κυττάρου που προσπαθεί να σηματοδοτήσει. Το αντίστροφο δεν είναι απαραίτητα αληθές. διαφορετικές κυτοκίνες μπορεί να στοχεύουν στο ίδιο κύτταρο και να προκαλούν την ίδια αντίδραση. Οι κυτοκίνες πιστεύεται επίσης ότι έχουν ρόλο στην έναρξη ορισμένων σταδίων ανάπτυξης του εμβρύου.
Συνήθως, όταν αυτές οι πρωτεΐνες βρίσκουν αντιστοιχία και προσκολλώνται στον στόχο τους, προκαλεί το κύτταρο να αλλάξει την κανονική, σταθερή λειτουργία του με κάποιο τρόπο. Συνήθως, η οδηγία είναι απλώς η αύξηση ή η καταστολή του μεταβολικού ρυθμού του κυττάρου, αλλά ο ρόλος των κυτοκινών μπορεί επίσης να είναι να καθοδηγήσουν τα απομακρυσμένα κύτταρα να εκτελούν εργασίες πέρα από τα κανονικά τους όρια. Μερικοί φαίνεται να ξεκινούν απλώς μια αλυσίδα ή καταρράκτη κυτταρικών αντιδράσεων. Για παράδειγμα, ένα κύτταρο στόχος μπορεί να πει να παράγει μια άλλη διαφορετική κυτοκίνη, ένα είδος σκυτάλης κυτταρικής επικοινωνίας.
Μεταξύ των πιο μελετημένων από τις κυτοκίνες είναι οι ιντερλευκίνες που στοχεύουν και επηρεάζουν κυρίως τα λευκά αιμοσφαίρια ή λευκοκύτταρα. Παράγονται από έναν καλοήθη αλλά σημαντικό τύπο λευκών αιμοσφαιρίων που ονομάζονται Τ-βοηθητικά κύτταρα, από τα οποία υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι, που ονομάζονται Th1 και Th2. Μια κατηγορία ιντερλευκινών είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των Τ-κυττάρων, των λευκών αιμοσφαιρίων που επιθετικά επιδιώκει να καταστρέψει διηθητικούς παράγοντες στην κυκλοφορία του αίματος καθώς και φυσικά κύτταρα του σώματος που έχουν γίνει μη φυσιολογικά, όπως από ιογενή λοίμωξη ή καρκίνο. Μια άλλη κατηγορία ιντερλευκινών προσελκύει έναν ακόμη τύπο ιδιαίτερα ισχυρών λευκών αιμοσφαιρίων που ονομάζεται Natural Killer, ή κύτταρα ΝΚ.