Svaka molekula koju tijelo prepozna kao stranu ili ne pripada tijelu naziva se antigen. Kada antigen uđe u tijelo, on stimulira imunološki odgovor stanica imunološkog sustava. Ove stanice prepoznaju različite antigene korištenjem receptora na površini njihovih staničnih membrana. Svaka stanica ima specifični antigenski receptor, tako da će se stanica aktivirati samo specifičnim antigenom.
Receptor antigena je polipeptidni lanac ili lanac aminokiselina. Njegova struktura odgovara obliku antigena za koji je specifičan. Ova specifičnost strukture koju ima receptor antigena omogućuje svakoj stanici da odgovara samo jednoj vrsti antigena.
Jedna vrsta imunoloških stanica, limfociti, sposobne su proizvoditi vrstu proteina koja se naziva antitijelo. Svako antitijelo je također specifično za određeni antigen. Tek kada se taj antigen nađe u tijelu, potaknut će se proizvodnja antitijela. Antitijela nemaju receptore za antigen na svojim staničnim membranama, već imaju vrlo specifičan trodimenzionalni oblik koji im omogućuje da se vežu samo na relevantni antigen. Ovo područje se naziva mjestom vezanja antigena.
Postoje dvije vrste limfocita uključenih u proizvodnju i izlučivanje antitijela, B limfociti i T limfociti. B limfociti ili B stanice su limfociti koji proizvode i luče antitijela. Kada B stanice sazriju, stvara se mali broj antitijela, ali se ne oslobađaju iz stanice. Umjesto toga, dio antitijela tvori receptor proteinskog antigena na površini stanične membrane. Ovisno o tome je li antigen prepoznat ili ne, rezultirat će drugačiji odgovor.
Ako se antigen susreće po prvi put, B stanice s receptorom antigena koji je specifičan za antigen počinju proizvoditi antitijela, što je spor proces i može potrajati danima, a ponekad i tjednima da se proizvede dovoljno. Neke od ovih aktiviranih B stanica postaju plazma stanice, a neke postaju memorijske stanice. Plazma stanice su sposobne brzo i u velikom broju proizvoditi i lučiti antitijela, ali ne žive dugo. Memorijske stanice, s druge strane, ostaju u tijelu tjednima, a ponekad i mjesecima. Ako se isti antigen ponovno susreće, razvijaju se u plazma stanice i počinju proizvoditi antitijela.
Kao i kod B stanica, dvije su vrste T limfocita uključene u imunološki odgovor. T pomoćne stanice aktiviraju se specifičnim antigenom. Kada se to dogodi, tada otpuštaju molekule slične hormonima koje stimuliraju B stanice da proizvode i luče antitijela. Kada T ubojica prepozna specifični antigen, oni se vežu na površinu zaraženih stanica i luče otrovne tvari koje ubijaju stanice, kao i antigene.