中性粒細胞受到某些化學因子的作用以后，可以朝因子源方向移動，這種現象稱為趨化作用（chemotaxis），該化學物質稱為趨化因子（chemotacticfactor）。中性粒細胞的趨化因子有兩類：一是自身組織損傷釋放的因子，例如膠原和纖維蛋白片段、補體活化產物及免疫細胞因子等；另一是微生物來源的含有N-早酰蛋氨酸殘基的多肽。
受趨化因子作用后，中性粒細胞表面的L-選擇素（selectin）數量增加，血管內皮細胞開始表達P-或E-選擇素。這兩類選擇素結合可使細胞貼向血管壁，稱為著邊作用（margination）。這時中性粒細胞迅速表達整合素（intergrin），例如MAC-1和LFA-1等，與內皮細胞的配體結合可使中性粒細胞變扁，緊密粘貼內皮細胞。繼而中性粒細胞變形移出血管外，以阿米巴運動的方式向趨化源移動。這種過程多發生在毛細血管微靜脈血流緩慢處。