Der T-Zell-Rezeptor (TCR) ist ein heterodimeres Molekül mit einer einzigen Antigen-Bindungsstelle, und eine bestimmte T-Zelle exprimiert einen von zwei TCR-Typen. Zellen, die TCRαβ exprimieren, werden αβ-T-Zellen genannt, während Zellen, die TCRγδ exprimieren, γδ-T-Zellen genannt werden. TCRαβ erkennt Peptide, die an MHC Klasse I oder II gebunden sind, während γδ TCRs unbearbeitete Antigene erkennen. Die TCR-Signaltransduktion wird durch den assoziierten ITAM-haltigen CD3-Komplex vermittelt. Beide Ketten in einem TCR haben eine variable Region mit vier hypervariablen komplementaritätsbestimmenden Regionen (CDRs). Innerhalb des Heterodimers bilden diese Regionen eine Stelle, die an den kognitiven pMHC bindet und auch mit einer kleinen Gruppe sehr ähnlicher pMHCs kreuzreagieren kann. CDR3 ist besonders wichtig für die TCR-Peptidbindung. Die TCRA-, TCRB-, TCRG- und TCRD-Loci enthalten mehrere V-, D- und J-Gensegmente und ein oder zwei C-Exons. Wie bei den Immunglobulin-Loci entsteht ein vollständiges V-Exon durch V(D)J-Rekombination, und diese Genumlagerung ist für den Aufbau eines funktionellen TCR-Gens erforderlich. Die verschiedenen TCR-Loci werden in einer strikten, an die T-Zell-Entwicklung gebundenen Reihenfolge umgeordnet. Isotyp-Switching und somatische Hypermutation kommen in T-Zellen nicht vor, aber die Diversität der Verbindungsstellen ist hoch und vergrößert das TCR-Repertoire. αβ-T-Zellen exprimieren CD4- oder CD8-Corezeptormoleküle, die an eine nicht polymorphe Region der MHC-Klasse II bzw. I binden, um die T-Zell-APC-Adhäsion zu erhöhen und die T-Zell-Aktivierung zu erleichtern.