Quimiotaxia, quimiotactismo, é a locomoção orientada e unidirecional ao longo de um gradiente químico, causado pela diferença de concentração de determinadas substâncias denominadas quimiotratores ou agentes quimiotáticos, que podem ser liberadas por tecidos lesados, geradas por sistemas enzimáticos presentes no plasma, formadas durante reações imunes ou liberadas por microrganismos.

Para a sua locomoção, é preciso que a célula reconheça e interaja com as substâncias, de forma com que diversos estudos indicam a presença de especificidade dos receptores para os quimiotratores. A reação dos elementos quimiotáticos aos receptores ocorre quando cerca de 20% destes está ocupada, sendo então caracterizada como rápida.

Para determinar qual quimiotático que será liberado depende do dano tecidual e da invasão microbiana. O peptídeo chamado C5a, do é um quimiotático gerado pela ativação do sistema complemento e um peptídeo denominado fibrinopeptídeo B, derivado do peróxido de hidrogênio e fibrinogênio. Após 5 minutos do dano o de gradiente H2O2  é desencadeado pela lesão, imediatamente antes da movimentação dos primeiros neutrófilos para a ferida. Dentre os outros quimiotáticos, encontram-se as quimiocinas e os lipídios, como o leucotrieno B4. As bactérias invasoras liberam peptídeos com grupos metionina formilados, que são muito atrativos para os neutrófilos de alguns mamíferos. Assim, os neutrófilos migrantes recebem diversos sinais que os atraem aos sítios de invasão e dano tecidual.

Nem todos os animais apresentam neutrófilos igualmente responsivos. Em bovinos que apresentam um genótipo específico do receptor de quimiocina CXCR2, por exemplo, a migração dos neutrófilos é menor do que nos animais normais. Nos bovinos que apresentam esse genótipo, a expressão das cadeias de integrina CD18 e CD11b e, assim, a resistência à mastite, é menor.