适应性免疫，也称为获得性免疫，涉及对外来入侵者形成免疫记忆。与先天免疫反应不同，先天免疫反应会立即对任何潜在威胁做出反应，而适应性免疫反应则较慢，因为 t 细胞和 b 细胞群必须在初次遭遇时建立。然而，由于这些群体中的一部分包含长寿命的记忆 t 和 b 细胞，这些细胞可以在随后的任何遭遇中迅速激活，因此如果将来需要的话，适应性免疫可以提供更快、更强大的反应。
b细胞和t细胞是参与适应性免疫的主要细胞类型，必须能够识别并响应数百万种可能的抗原才能有效发挥作用。为了实现这一目标，它们在细胞表面受体上创造了几乎无限的多样性，其中包括 b 细胞的抗体和 t 细胞表面称为 t 细胞受体 (tcr) 的抗体样结构。
b 细胞表面的抗体多样性由三种主要机制驱动。第一个是v(d)j 重组，发生在早期 b 细胞发育过程中，涉及不同可变 (v)、多样性 (d) 和连接 (j) 基因片段的剪接以形成抗体可变区。因为有如此多不同的 v、d 和 j 基因片段可用，并且因为它们以随机方式组合，所以数百万种基因配置是可能的。连接多样化当 v 区编码序列由 v(d)j 重组酶复合物连接时，通过去除或添加 v 区编码序列末端的核苷酸，可在该阶段提供进一步的变异。第三，当成熟的b细胞遇到b细胞受体识别的抗原时，其重组基因可以经历第三级多样化，称为体细胞超突变。在这里，一种称为激活诱导胞苷脱氨酶 (aid) 的酶将随机点突变引入抗体可变区基因，以进一步使抗体群体多样化。随着适应性免疫反应的进展，体细胞超突变导致产生更高亲和力的抗体，这一过程称为亲和力成熟。
当b 细胞遇到其抗原时，它可能会经历两种命运之一。分化为分泌 igm 的浆细胞可对靶标产生快速但短暂的反应，五聚体 igm 抗体参与中和和清除，并通过补体系统引发炎症反应。或者，b 细胞可以增殖并经历亲和力成熟，产生大量 igg 抗体，并另外发育成记忆 b 细胞，能够在再次遇到抗原时有效做出反应。
t 细胞受体 (tcr)并非由抗体组成，而是由二硫键连接的 α (α) 和 β (β) 链异二聚体组成，它们与t 细胞表面的cd3形成复合物（尽管应该注意）一小部分 t 细胞具有由 γ 链和 δ 链组成的 tcr）。每条 α 链和 β 链都包含一个恒定区和一个可变区，不同基因片段的组织与 b 细胞受体的组织大致相似。
t 细胞仅在 mhc 分子呈递时识别其抗原，cd4+t 辅助细胞识别 mhc ii 类分子呈递的抗原，cd8+细胞毒性 t 细胞识别 mhc i 类分子呈递的抗原。适应性免疫反应涉及cd4+t 辅助细胞在识别抗原后会接收许多额外的信号，这些信号决定它们将成为哪种类型的效应细胞。t辅助细胞可以分化为th1、th2或th17亚群，所有这些亚群都具有不同的作用。
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