Az endothelsejtek funkciója messze túlmutat azon a régóta ismert szerepen, hogy válaszfalat képezzen a vér és a szövetek között. A legkülönbözőbb stimulusok futnak össze az endothelsejtekben, amelyek jelintegrátorként működve, a bejövő információ alapján szervezetünk több létfontosságú folyamatát szabályozzák. E folyamatok közül az egyik leglényegesebb az immunválasz. Befolyásolják a leukocyták vándorlását (homing), anatómiai hely, aktiváltsági állapot- és értípusfüggő módon, felszíni adhéziósmolekula-mintázatuk és citokintermelésük által. Fő hisztokompatibilitási komplex- (MHC-) és kostimulációs molekulákat expresszálnak, ezáltal hatékonyan tudják bemutatni az antigéneket a T-sejteknek. Az endothelsejtek fenotípusán múlik, hogy vajon az antigénbemutatás aktivációt vagy toleranciát indukál-e. Komplementreguláló molekulákat hordoznak felszínükön, és saját maguk is képesek komplement fehérjéket termelni. Részt vesznek az immunglobulinok katabolizmusában és az immunkomplexek keringésből való eltávolításában. Végül, a gyulladás folyamatát több ponton, többféle mechanizmus által is szabályozzák, ami alapvetően befolyásolhatja az immunválasz lezajlását.