血清抗體不能從一致敏的個體將DTH反應轉移給一正常個體。DTH的轉移需要淋巴樣細胞，特別是T細胞。在人類，活的外周白細胞以及從它們提取的低分子量的轉移因子均已使DTH轉移成功。轉移因子可能含有多能刺激已致敏T細胞介導DTH的物質。
急性DTH是細胞介導免疫的一種形式。在反應中，CD4+T細胞識別可溶性蛋白質抗原，CD8+T細胞識別細胞內微生物抗原，它們通過分泌細胞因子對抗原進行應答。其中TNF激活后毛細靜脈的血管內皮細胞，血管內皮細胞將中性粒細胞，繼之將淋巴細胞和單核細胞募集到組織中。INF-γ則能使聚集的單核細胞分化成Mφ。而將抗原清除。但如抗原持續存在，則Mφ處于慢性活化狀態，并分泌更多細胞因子和生長因子，最后損傷組織被纖維組織所代替。在DTH早期，炎癥浸潤細胞中富集具有活化細胞表型特征（如IL-2受體P55表達增加）的CD4+T細胞和活化的Mφ。而DTH晚期，上皮樣Mφ和巨細胞與纖維母細胞和新血管數目均有增加。