根据细胞表面的CD65密度，可将人类NK细胞分为CD56bright和CD56dim两个亚群;这些细胞亚群在功能、表型和组织定位上均有差异。超过90%的外周血NK
(pNK)细胞为CD56dim亚群，其表达高水平的穿孔素、CD16和杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer Ig-like
receptors，KIR)。而CD56bright细胞亚群在血液中少见，而主要存在于淋巴结、炎症组织和蜕膜中，表达低水平的穿孔素和KIR。相比之下，CD56dim亚群具有高度的细胞毒性，在识别靶细胞后优先生成细胞因子。然而目前对于这些人类NK细胞细胞毒性差异背后的机制还不是很清楚。
在体外实验中，研究发现细胞因子对NK细胞发育起重要的作用。在只存在细胞因子的情况下，可使骨髓源性或脐血源性造血祖细胞分化为人类NK细胞。多种不同的细胞因子组合已被证实能够支持人类CD34+造血干细胞(HSCs)增殖及分化为成熟NK细胞。