细胞在其表面以能被T细胞受体（TcR）特异性识别的方式表达抗原的过程称为抗原呈递。APC以MHC-Ⅱ分子限制的方式将抗原递给辅助性T细胞（TH）；各种靶细胞心以MHC-Ⅰ限制的方式将抗原呈递给细胞毒性T细胞（TC）。APC的抗原呈递作用是一个涉及抗原摄取、处理与呈递的复杂过程。各类APC呈递抗原的机制不尽相同，本章主要以巨噬细胞对非已抗原的呈递为例叙述。
一、抗原摄取
非已抗原（如细菌抗原或可溶性抗原）以非特异性方式与巨噬细胞结合，后者借助吞噬、胞饮、吸附或FcR、CR1介导的调理作用摄取抗原。这个过程也称为内吞作用（endocytosis）。
二、抗原加工
T细胞通常不能识别天然蛋白抗原的决定簇。被APC摄入的天然抗原须在胞内通过代谢而修饰成能与MHC-Ⅱ类分子结合的、具有强免疫原性的肽段，此过程称为抗原的处理(antigen processing)。被巨噬细胞摄入的抗原在胞内形成吞噬小体（phagosome），然后与溶酶体融合，形成吞噬酶体（phagolysosome）。后者是一种酸性的囊泡，天然抗原在其内受多种酸性水解酶作用，90%以上的成分被完全裂解为氨基酸并失去免疫原性，10%左右降解为具有α-螺旋结构的免疫原性肽段。后者暴露出与MHC-Ⅱ类分子具有特异亲和力的疏水性残基，并以抗原识别位（agretope）通过非共价键与MHC-Ⅱ类分子肽结合区结合成稳定的螺旋结构。由细胞内粗面内质网合成的MHC-Ⅱ类分子通过与免疫原性多肽的结合，使后者得以避免被完全水解。所形成的多肽MHC-Ⅱ分子复合物可能在高尔基复合体参与下被转运到细胞膜表面TcR识别。
图9-1 巨噬细胞对抗原的摄取、加工及呈递
Ａ.内吞
B.天然抗原在吞噬溶酶体中降解；
C.免疫性多肽与MHC-Ⅱ分子结合复合物；
D.多肽-MHC-Ⅱ分子复合物的转动与表达；
E.TH的TCR联合识别多肽-MHC-Ⅱ分子复合物；
F.未与-MHC-Ⅱ分子结合的肽链彻底降解
三、抗原呈递
表达于巨噬细胞表面的多肽-MHC-Ⅱ分子复合物被呈递给TH细胞。供TcR识别的先决条件是两种细胞的直接接触并相互作用。这种细胞间的相互作用涉及APC与TH表面多种分子。除了TcR特异性地同时识别多肽-MHC-Ⅱ分子的复合物外，某些粘附分子也参与抗原呈递过程。例如TH表面的淋巴细胞功能相关抗原1(lymphocytefunctiom-associatedantigen-1,LFA-1)、CD2和CD4分子可分别与APC表面的细胞间粘附分子1（ICAM-1）、淋巴细胞功能相关抗原3（LFA-3）和MHC分子形成共轭物，并促进TcR与多肽-MHC分子复合物的相互作用。此外，在TcRαβ链识别抗原过程中，TH细胞表面的CD3分子参与刺激信号的传递并介导T细胞产生淋巴因子及发挥效应功能。
由上可见，APC呈递抗原供TcR识别并导致T细胞激活是一个受到严格调节的复杂过程。其中某些细节尚未弄清，有待进一步探讨。