T-cellreceptorn (TCR) är en heterodimär molekyl med en enda antigenbindningsplats, och en given T-cell uttrycker en av två TCR-typer. Celler som uttrycker TCRαβ kallas αβ T-celler, medan celler som uttrycker TCRγδ kallas γδ T-celler. TCRαβ känner igen peptider som är bundna till MHC klass I eller II, medan γδ TCR:er känner igen obearbetade antigener. TCR-signaltransduktionen förmedlas av det associerade ITAM-innehållande CD3-komplexet. Båda kedjorna i ett TCR har en variabel region med fyra hypervariabla komplementaritetsbestämmande regioner (CDR). Inom heterodimern bildar dessa regioner en plats som binder till det egna pMHC och som också kan korsreagera med en liten samling mycket likartade pMHC. CDR3 är särskilt viktig för TCR-peptidbindning. Loci TCRA, TCRB, TCRG och TCRD innehåller flera V-, D- och J-genavsnitt och en eller två C-exoner. Liksom i fallet med immunglobulinloci skapas en komplett V-exon genom V(D)J-rekombination, och denna genomfördelning krävs för att en funktionell TCR-gen skall kunna byggas upp. De olika TCR-loci omorganiseras i en strikt ordning som är knuten till T-cellernas utveckling. Isotypväxling och somatisk hypermutation förekommer inte i T-celler, men den junctionella mångfalden är hög, vilket ökar TCR-repertoaren. αβ T-celler uttrycker CD4- eller CD8-koreceptormolekyler som binder till en icke-polymorf region av MHC klass II respektive I för att öka T-cell-APC-adhesion och underlätta T-cellsaktivering.