NK细胞确切的来源还不十分清楚，一般变人直接从骨髓中衍生，其安育成熟信赖于骨髓的微环境。小鼠和人的体外实验表明，胸腺细胞在体外IL-2等细胞因子存在条件下培养也可诱导出NK细胞。小鼠脾脏在体内IL-3诱导下可促进NK细胞的分化。NK细胞主要分布于外周血中，占PBMC5-10%，淋巴结和骨髓中也有NK活性，但水平较外周血低。

由于NK细胞具有部分T细胞分化抗原，如80-90%NK细胞CD2+，20-30%NK细胞CD3+（表达CD3ζ链），30%NK细胞CD8+（α/α）和75-90%NK细胞CD38+，而且NK细胞具有IL-2中亲和性受体，在IL-2刺激下可发生增殖反应，活化NK细胞可产生IFN-γ，因此一般认为NK细胞与T细胞在发育上关系更为密切。