肥大细胞内含有肝素、组织胺及5-羟色胺等过敏介质，当其受到刺激后释放这些物质，可在组织内引起速发型过敏反应。

与肥大细胞相关的过敏反应，即I型变态反应，又称速发型过敏反应，主要是各种变应原初次进入机体后诱导特异性IgE抗体形成，IgE抗体在形成后与肥大细胞及嗜碱性细胞表面的FcεRI受体分子相结合，在变应原再次进入机体时与IgE特异性结合，引发肥大细胞及嗜碱粒细胞脱颗粒释放炎症介质的结果。临床上主要表现为局部血管扩张，血管通透性增高，腺体分泌增强、皮肤荨麻疹、腹痛腹泻、呼吸困难及哮喘等。肥大细胞也可以在非变应原刺激性释放储存的过敏介质，引起类似于过敏的反应。

治疗上主要通过规避过敏原、过敏期间遵医嘱进行脱敏治疗，服用抗组胺药物，如氯雷他定、西替利嗪等，如若出现大面积的炎症反应时，还可以使用糖皮质激素来进行治疗。