Vaikka on jonkin verran keskustelua siitä, minkä tyyppinen kemikaali kehossa muodostaa sytokiinin, lääketieteelliset biokemistit ovat yleisesti samaa mieltä niiden toiminnasta. Sytokiinien ensisijainen rooli sisältää sääntelyn ja viestinnän. Keho tuottaa usein sytokiinejä reaktiona epätasapainon olosuhteisiin, mukaan lukien sairaudet ja fyysiset traumat, ja se on yritys järjestää muita kehon osia oikean tasapainon palauttamiseksi.
On selvää, että sytokiinit ovat proteiineja. Yksi sytokiinien ensisijainen rooli on lähinnä sääntely, ja tässä suhteessa ne muistuttavat läheisesti toiminnallisesti hormoneja. Jälkimmäisiä kuitenkin erittävät erikoistuneet huomaamattomat rauhaset, kun taas sytokiinejä erittää yleisempi kudos, joka leviää koko kehoon. Näitä ovat immuunijärjestelmän solut, niin sanotut hermoston glia-solut, sekä sisä- ja ulkoseinämän solut, jotka muodostavat ja suojaavat elimiä. Useimmilla hormoneilla on myös koko järjestelmää koskevia vaikutuksia, kun taas useimmilla sytokiineillä on vain yksi erityinen ja tarkoituksenmukainen vaikutus.
Biokemistit ovat tunnistaneet ja luokitelleet laajan valikoiman yhdisteitä, joista jokainen on erityinen kehon toimintojen säätelijä. Sääntelytoiminto on yksi modulaatiosta, palautteesta ja reaktiosta joko ylös- tai alaspäin oikean tasapainon ylläpitämiseksi. Yksi tärkeimmistä on kehon immuunijärjestelmä, ja kaksi sen tärkeimmistä sytokiineistä ovat interleukiinit ja interferonit. Infektion tai trauman sattuessa nämä hätäsignaalit täyttävät verenkierron. Jotkut lääketieteen tutkijat määrittelevät sytokiinien roolin immunomoduloivina aineina.
Sytokiinien keskeinen rooli on myös kemiallinen kommunikointi kehon muiden etäsolujen kanssa, signaloimalla tai käynnistämällä ne suorittamaan tehtävänsä ja säätelemään niiden toimintaa. Useimmat sytokiinit ovat kohdespesifisiä; niiden proteiini on rakennettu täsmälleen vastaamaan sen solun seinärakennetta, jota se yrittää signaloida. Päinvastoin ei välttämättä ole totta; eri sytokiinit voivat kohdistaa samaan soluun ja laukaista saman reaktion. Sytokiineillä uskotaan myös olevan rooli joidenkin sikiön kehitysvaiheiden käynnistämisessä.
Tyypillisesti, kun nämä proteiinit löytävät ottelun ja tarttuvat kohteeseensa, se saa solun muuttamaan normaalia, vakaata toimintaa jollakin tavalla. Yleensä ohje on yksinkertaisesti kiihdyttää tai tukahduttaa solun aineenvaihduntaa, mutta sytokiinien rooli voi myös olla ohjata etäsoluja suorittamaan tehtävänsä normaalin rajan ulkopuolella. Jotkut näyttävät yksinkertaisesti aloittavan solureaktioiden ketjun tai kaskadin. Esimerkiksi kohdesolu voidaan kertoa tuottamaan toinen erilainen sytokiini, eräänlainen soluviestinnän batoni.
Sytokiineista eniten tutkittuja ovat interleukiinit, jotka kohdistuvat ja vaikuttavat ensisijaisesti valkosoluihin eli leukosyyteihin. Niitä tuottaa hyvänlaatuinen mutta tärkeä valkosolutyyppi, nimeltään T-auttajasolut, joita on kahta eri tyyppiä, nimeltään Th1 ja Th2. Yksi interleukiiniluokka on vastuussa T-solujen kasvusta ja lisääntymisestä, valkosoluista, jotka pyrkivät aggressiivisesti tuhoamaan invasiivisia aineita verenkiertoon sekä luonnollisia kehon soluja, jotka ovat muuttuneet epänormaaliksi, kuten virusinfektion tai syövän vuoksi. Toinen interleukiiniluokka houkuttelee vielä toisen tyyppistä erityisen voimakasta valkosolua nimeltä Natural Killer eli NK -solut.