Vsaka molekula, ki jo telo prepozna kot tujo ali ne pripada telesu, se imenuje antigen. Ko antigen vstopi v telo, stimulira imunski odziv celic imunskega sistema. Te celice prepoznajo različne antigene z uporabo receptorjev na površini njihovih celičnih membran. Vsaka celica ima specifičen antigenski receptor, zato bo celica aktivirana samo s specifičnim antigenom.
Receptor antigena je polipeptidna veriga ali veriga aminokislin. Njegova struktura se ujema z obliko antigena, za katerega je specifičen. Ta specifičnost strukture, ki jo ima receptor antigena, omogoča, da se vsaka celica ujema samo z eno vrsto antigena.
Ena vrsta imunskih celic, limfociti, so sposobne proizvajati vrsto beljakovin, imenovano protitelo. Vsako protitelo je specifično tudi za določen antigen. Šele ko se ta antigen najde v telesu, bo stimulirana proizvodnja protitelesa. Protitelesa nimajo antigenskih receptorjev na svojih celičnih membranah, temveč imajo zelo specifično tridimenzionalno obliko, ki jim omogoča, da se vežejo samo na ustrezni antigen. To območje se imenuje mesto vezave antigena.
Obstajata dve vrsti limfocitov, ki sodelujeta pri tvorbi in izločanju protiteles, limfociti B in limfociti T. Limfociti B ali B celice so limfociti, ki proizvajajo in izločajo protitelesa. Ko B celice dozorijo, se proizvede majhno število protiteles, ki pa se iz celice ne sprostijo. Namesto tega del protitelesa tvori receptor za proteinski antigen na površini celične membrane. Odvisno od tega, ali je bil antigen prepoznan ali ne, bo nastal drugačen odziv.
Če se antigen sreča prvič, celice B z antigenskim receptorjem, ki je specifičen za antigen, začnejo proizvajati protitelesa, kar je počasen proces in lahko traja dneve in včasih tedne, da se proizvede dovolj. Nekatere od teh aktiviranih celic B postanejo plazemske celice, nekatere pa spominske celice. Plazemske celice lahko hitro in v velikem številu proizvajajo in izločajo protitelesa, vendar ne živijo dolgo. Po drugi strani pa spominske celice ostanejo v telesu tedne in včasih mesece. Če znova naletimo na isti antigen, se razvijejo v plazemske celice in začnejo proizvajati protitelesa.
Tako kot pri celicah B sta pri imunskem odzivu vključeni dve vrsti limfocitov T. T pomožne celice se aktivirajo s specifičnim antigenom. Ko se to zgodi, nato sprostijo hormonom podobne molekule, ki spodbujajo celice B, da proizvajajo in izločajo protitelesa. Ko T morilec prepozna specifičen antigen, se pritrdi na površino okuženih celic in izloči strupene snovi, da ubije celice, pa tudi antigene.