T buněčný receptor (TCR) je heterodimerní molekula s jedním vazebným místem pro antigen a daná T buňka exprimuje jeden ze dvou typů TCR. Buňky exprimující TCRαβ se nazývají αβ T buňky, zatímco buňky exprimující TCRγδ se nazývají γδ T buňky. TCRαβ rozpoznává peptidy vázané na MHC třídy I nebo II, zatímco γδ TCR rozpoznávají nezpracované antigeny. Přenos signálu TCR je zprostředkován přidruženým komplexem CD3 obsahujícím ITAM. Oba řetězce TCR mají variabilní oblast se čtyřmi hypervariabilními oblastmi určujícími komplementaritu (CDR). V rámci heterodimeru tyto oblasti tvoří místo, které se váže na příbuzné pMHC a může také zkříženě reagovat s malým souborem velmi podobných pMHC. CDR3 je zvláště důležitá pro vazbu TCR-peptid. Lokusy TCRA, TCRB, TCRG a TCRD obsahují více genových segmentů V, D a J a jeden nebo dva exony C. Stejně jako v případě imunoglobulinových lokusů vzniká kompletní exon V rekombinací V(D)J a tato přestavba genu je nutná pro sestavení funkčního genu TCR. Různé lokusy TCR jsou přestavěny v přísném pořadí vázaném na vývoj T-buněk. K přepínání izotypů a somatické hypermutaci v T buňkách nedochází, ale junkční diverzita je vysoká, což zvyšuje repertoár TCR. αβ T buňky exprimují molekuly koreceptorů CD4 nebo CD8, které se vážou na nepolymorfní oblast MHC II. respektive I. třídy, čímž zvyšují adhezi T buněk k APC a usnadňují aktivaci T buněk
.