Jebkuru molekulu, kuru organisms atpazīst kā svešu vai ķermenim nepiederošu, sauc par antigēnu. Kad antigēns nonāk organismā, tas stimulē imūnsistēmas šūnu imūnreakciju. Šīs šūnas atpazīst dažādus antigēnus, izmantojot receptorus uz to šūnu membrānu virsmas. Katrai šūnai ir īpašs antigēna receptors, tāpēc šūnu aktivizēs tikai konkrētais antigēns.
Antigēna receptors ir polipeptīdu ķēde vai aminoskābju ķēde. Tā struktūra atbilst tā antigēna formai, kuram tas ir specifisks. Šī antigēna receptora struktūras specifika ļauj katrai šūnai atbilst tikai viena veida antigēnam.
Viena veida imūnās šūnas, limfocīti, spēj ražot proteīna veidu, ko sauc par antivielu. Katra antiviela ir specifiska arī noteiktam antigēnam. Tikai tad, kad šis antigēns tiks atrasts organismā, tiks stimulēta antivielu ražošana. Antivielām uz šūnu membrānām nav antigēnu receptoru, bet tām ir ļoti specifiska trīsdimensiju forma, kas ļauj tām saistīties tikai ar attiecīgo antigēnu. Šo zonu sauc par antigēna saistīšanas vietu.
Antivielu ražošanā un sekrēcijā ir iesaistīti divu veidu limfocīti, B limfocīti un T limfocīti. B limfocīti vai B šūnas ir limfocīti, kas ražo un izdala antivielas. Kad B šūnas nobriest, tiek ražots neliels skaits antivielu, bet tās netiek atbrīvotas no šūnas. Tā vietā daļa no antivielas veido proteīna antigēna receptoru uz šūnas membrānas virsmas. Atkarībā no tā, vai antigēns ir atpazīts vai nē, radīsies atšķirīga reakcija.
Ja ar antigēnu saskaras pirmo reizi, B šūnas ar antigēna receptoru, kas ir specifisks antigēnam, sāk ražot antivielas, kas ir lēns process un var ilgt vairākas dienas un dažreiz nedēļas, līdz tiek ražots pietiekami daudz. Dažas no šīm aktivizētajām B šūnām kļūst par plazmas šūnām un dažas kļūst par atmiņas šūnām. Plazmas šūnas spēj ātri un lielā skaitā ražot un izdalīt antivielas, taču tās nedzīvo ilgi. No otras puses, atmiņas šūnas paliek ķermenī nedēļām un dažreiz mēnešiem. Ja ar to pašu antigēnu saskaras atkārtoti, tie pārvēršas plazmas šūnās un sāk ražot antivielas.
Tāpat kā ar B šūnām, imūnreakcijā ir iesaistīti divu veidu T limfocīti. T palīgšūnas aktivizē specifisks antigēns. Kad tas notiek, tie atbrīvo hormoniem līdzīgas molekulas, kas stimulē B šūnas ražot un izdalīt antivielas. Kad T killer atpazīst noteiktu antigēnu, tie pievienojas inficēto šūnu virsmai un izdala toksiskas vielas, lai iznīcinātu šūnas, kā arī antigēnus.