W zdrowych komórkach peptydy prezentowane przez MHC klasy I będą pochodziły z rozłożonych białek należących do tego osobnika i nie będą wywoływać żadnej odpowiedzi immunologicznej. W innym przypadku mogą to być antygeny pochodzące z białek rozwijających się wewnątrz komórki wirusów, mikroorganizmów, białek ze sfagocytowanych mikroorganizmów czy nieprawidłowych własnych białek powstałych w wyniku mutacji jak w przypadku nowotworów. Dzięki tej prezentacji możliwe jest rozpoznanie nieprawidłowości i zniszczenie takich komórek przez limfocyty T cytotoksyczne. Jest to szczególnie istotne w kontekście infekcji wirusowych – o ile przeciwciała są bardzo skuteczne przeciw wolnym wirusom, to nie niszczą zakażonych komórek, które mogą uwalniać nowe wirusy. Cząsteczki MHC klasy I można metaforycznie porównać do okienka, przez które układ odpornościowy może zajrzeć, by sprawdzić, czy komórka jest zdrowa.