胸腺五肽的作用之一是诱导T细胞分化。它可选择性地诱导Thy-1-的前胸腺细胞转化为Thy-1+的T细胞。其T细胞分化作用由胞内cAMP水平升高介导。胸腺五肽的另一基本作用是对成熟外周血T细胞的特异受体结合,使胞内cAMP水平上升,从而诱发一系列胞内反应,这也是它免疫调节功能的基础。在正常机体状态下胸腺五肽显现免疫刺激作用,能显著增高脾淋巴细胞的E玫瑰花结形成率及转化率,对免疫应答的初次或再次反应的不同阶段都有增强作用,能增多IgM类型和IgG或IgA类型的抗体形成细胞。胸腺五肽还可增强巨噬细胞的吞噬功能,增加多形核嗜中性白细胞的酶和吞噬功能,升高循环抗体含量,增强红细胞免疫功能。胸腺五肽能活化CD4和CD8阳性细胞,使专一的Tc细胞寿命维持更长时间,同时也可活化Th细胞,诱导Ts细胞的功能。胸腺五肽的抗感染力和治疗作用与它增进TC细胞活性相关。在抗感染免疫中适量胸腺五肽可明显增加干扰素的产生。诱导和促进T细胞分化成熟;调节T淋巴细胞亚群比例使CD4/CD8趋于正常;增强巨噬细胞吞噬功能;增强红细胞免疫功能;提高自然杀伤细胞的活力;提高白介素-2的产生水平与受体表达水平;增强外周血单核细胞γ干扰素的产生;增强血清中SOD活性。