При контакті з відповідним антигеном, представленим прилежащими макрофагами, Т-лімфоцити специфічного клону розмножуються, виділяючи велику кількість активованих, специфічно реагують Т-клітин, що відповідає виділенню антитіл активованими В-клітинами. Основна відмінність полягає в тому, що в лімфу виділяються не антитіла, а цілі активовані Т-клітини. Потім вони виходять в кровотік і розподіляються по тілу, проходячи через капілярні стінки в тканинні простору, звідти - назад в лімфу і знову в кров, циркулюючи так по всьому тілу іноді протягом місяців або навіть років.
Формуються також лімфоцитарні Т-клітини пам'яті, подібно до того, як формуються В-клітини пам'яті в системі антитіл. Це означає, що, коли антиген активує клон Т-лімфоцитів, багато з новостворених лімфоцитів зберігаються в лімфоїдної тканини, стаючи додатковими Т-лімфоцитами даного специфічного клону; ці клітини пам'яті рівномірно розподіляються по лімфоїдної тканини всього тіла. При подальшому появу того ж антигену в будь-якій частині тіла активовані Т-клітини виділяються набагато швидше і в більшій кількості, ніж під час першого впливу.
Антиген-представляють клітини, білки ГКГ і рецептори для антигенів на Т-лімфоцитах. Реакції Т-клітин у вищій мірі антігенспеціфічни, як і реакції антитіл, що виділяються В-клітинами, і так само важливі в захисті проти інфекції. Дійсно, Т-клітини необхідні як для запуску реакцій набутого імунітету, так і для ліквідації внедрившихся патогенів.
В-лімфоцити розпізнають інтактні антигени, в той час як Т-лімфоцити реагують на антигени тільки після їх зв'язку зі специфічними молекулами, званими білками ГКГ, на поверхні антиген-що представляють клітин в лімфоїдних тканинах. До трьох головним типам антиген-що представляють клітин відносяться макрофаги, В-лімфоцити і дендритні клітини. Дендритні клітини, найбільш потужні з антиген-що представляють клітин, локалізуються в тілі всюди, і єдина відома їхня функція - представляти антигени Т-клітинам.
Для здійснення активації Т-клітин їх зв'язок з антиген-що представляють клітинами повинна бути достатньо тривалою, і вирішальне значення для реалізації цієї умови має взаємодія білків клітинної адгезії.
Білки ГКГ кодуються великою групою генів, яку називають головним комплексом гістосумісності. Білки ГКГ пов'язують пептидні фрагменти антигенних білків, руйнуються усередині антиген-що представляють клітин, і потім транспортують їх до клітинної поверхні. Існує два типи білків ГКГ: (1) білки ГКГ-I, що представляють антигени цитотоксическим Т-клітинам, (2) білки ГКГ-II, що представляють антигени Т-хелперів. Специфічні функції цитотоксичних Т-клітин і Т-хелперів обговорюються далі.
Антигени на поверхні антиген-що представляють клітин зв'язуються з рецепторними молекулами на поверхнях Т-клітин так само, як вони зв'язуються з білковими антитілами плазми. Ці рецепторні молекули складаються з вариабельного елемента, подібного варіабельній ділянці гуморального антитіла, але в цьому випадку стовбурової ділянку вариабельного елемента міцно пов'язаний з клітинної мембраною Т-лімфоцити. На одиночній Т-клітині може бути до 100000 рецепторних ділянок.