肥大细胞和嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞均来源于骨髓髓样前体细胞。肥大细胞主要分布于呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道的黏膜上皮下及皮肤下的结缔组织内靠近血管处。嗜酸性粒细胞分布于呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道的黏膜上皮下的结缔组织内，循环血中仅有少量存在。肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面都表达有高亲和力的IgEFc受体（FcεRⅠ），胞质中含有嗜碱性颗粒，储存有肝素、白三烯、组胺和嗜酸性粒细胞趋化因子等生物活性介质。肥大细胞和嗜碱性粒细胞参与Ⅰ型超敏反应。嗜酸性粒细胞在Ⅰ型超敏反应中具有负反馈调节作用。在Ⅰ型超敏反应发生过程中，肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，可释放嗜酸性粒细胞趋化因子（ECF-A），引起嗜酸性粒细胞局部聚集。嗜酸性粒细胞通过释放组胺酶灭活组织胺，释放芳基硫酸酯酶灭活血小板活化因子，同时也可直接吞噬和破坏肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱出的颗粒，从而下调Ⅰ型超敏反应。近年来研究发现，嗜酸性粒细胞被某些细胞因子，如IL-3、IL-5、GM-CSF或PAF活化后，亦可表达高亲和力的IgEFc受体，引发脱颗粒，参与Ⅰ型超敏反应晚期相的形成和维持。