Vezivanje antigen-antitijelo događa se kada se antitijelo privuče i veže za antigen. Dok je pričvršćeno, antitijelo stvara kemijsku reakciju koja će na kraju dovesti do uništenja antigena. Samo se specifična antitijela mogu vezati na različite tipove antigena, iako antigeni koji su slične strukture mogu biti napadnuti istim antitijelima. Veza između antigena i antitijela je reverzibilna, tako da antitijelo mora pokušati uspostaviti višestruke veze s antigenom kako bi ostalo povezano dok ne eliminira antigen.
Postoji mnogo različitih vrsta antigena, iako su većina proteinski antigeni, koji mogu privući antitijela. Mnogi antigeni, poput virusa i bakterija, su štetni, dok su drugi, poput peludi ili drugih alergena, sami po sebi bezopasni. Antitijela uključena u vezanje antigen-antitijela poznata su kao imunoglobulini. To su molekule koje proizvodi imunološki sustav organizma kako bi uništio strana tijela.
Imunoglobulini mogu imati visok ili nizak afinitet za određene antigene. Kada je razina afiniteta visoka, vezanje antigen-antitijelo je snažno. Ova snažna veza između imunoglobulina i antigena omogućuje imunoglobulinu da pokrene kaskadu kemijskih reakcija koje na kraju razgrađuju i uništavaju antigen.
Čak i ako je afinitet antitijela za antigen iznimno visok, vezanje antigen-antitijelo nije trajno. Moguće je da antigen prekine vezu s antitijelom kao obranu od njegovog napada. Kako bi se tome suprotstavilo, antitijelo se mora pokušati vezati za antigen putem brojnih različitih veza.
Vezivanje antigen-antitijelo obično se oslanja na korištenje slabih električnih naboja za povlačenje antigena i antitijela zajedno. Afinitet prema elektronu s jedne strane veze i blagi negativni naboj s druge je najčešći uzrok vezanja ove dvije vrste molekula. Vrste veza koje drže molekule zajedno mogu biti hidrofobne, elektrostatičke ili vodikove veze ili Van der Waalsove sile.
Sve vezanje antigen-antitijela je nekovalentno, što znači da ne dijele elektrone. One ostaju diskretne molekule čak i dok su međusobno povezane. To znači da kada se razdvoje, svaki je netaknut.