T淋巴细胞是适应性免疫系统中的另一重要淋巴细胞群。T细胞前体来源于骨髓，在胸腺发育为成熟T细胞。成熟T细胞分泌产生可溶性细胞因子，这些都是重要的介质。T细胞有很多重要的功能，包括辅助B细胞的活化，以及针对被病原体感染的细胞和肿瘤细胞产生细胞毒作用。

T细胞表达与免疫球蛋白类似的表面抗原受体，但在有些特性上有所不同。首先，T细胞表面抗原受体由二硫键连接的α和β链构成。α和β链各有一个氨基末端的V区和一个羧基端的C区，与免疫球蛋白的一样，V区与抗原识别有关。T细胞抗原受体于T细胞在胸腺中发育时形成，与B细胞表面的免疫球蛋白受体类似，呈克隆式分布，其产生也经历了基因重组过程，但这种重组的基因片段是各自独立且不同的。同样与B细胞类似，这种基因重组发生在T细胞在胸腺中发育的过程中，但T细胞抗原受体不存在类别转换，也不分泌可溶性的抗原受体。

T细胞的抗原识别不同于B细胞，首先，结合天然抗原就能够活化B细胞，但T细胞则需要其它类型细胞在其表面呈递抗原，才能识别并活化。这类细胞称为抗原提呈细胞（APC），有数种细胞可作为APC，包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞。其次，T细胞不能识别天然抗原，它只能识别8-20个氨基酸的短肽，而这些短肽就是由原抗原经APC呈递后产生。抗原在APC内，经过蛋白水解酶降解成为多个小片断的短肽，这些短肽与APC表面的主要组织相容性复合物（MHC）结合，被转运至APC表面。MHC是一系列复杂的基因群，可以编码向T细胞呈递抗原短肽的蛋白产物。抗原短肽只有与MHC分子结合成复合体后，才能被T细胞表面的抗原受体识别。由于这种特殊的识别特点，T细胞的识别过程就具有双重特异性或MHC限制性。