Lorsqu'un antigène étranger pénètre dans l'organisme, le système immunitaire peut être activé afin de l'éliminer. À l'inverse, certains antigènes peuvent être reconnus sans déclencher de réponse immunitaire : on parle alors de tolérance immunitaire.
Les cellules présentatrices d'antigène (CPA), notamment les cellules dendritiques, captent et présentent des fragments antigéniques aux lymphocytes T. La reconnaissance de l'antigène par les lymphocytes T, associée à des signaux de co-stimulation, permet leur activation.
Les lymphocytes B reconnaissent directement leur antigène grâce à leur récepteur spécifique (BCR). Après activation, notamment avec l'aide des lymphocytes T auxiliaires dans les réponses dépendantes des lymphocytes T, ils prolifèrent et se différencient principalement en plasmocytes, cellules spécialisées dans la production d'anticorps. Une partie des lymphocytes activés devient également des cellules B mémoire.
Chaque clone de lymphocytes B ou T possède un récepteur présentant une spécificité particulière. La sélection et l'expansion des clones capables de reconnaître l'antigène permettent ainsi de produire une réponse immunitaire adaptée.
Réponse primaire
Lors d'un premier contact avec un antigène, une phase de latence précède l'apparition des anticorps détectables. Cette phase correspond notamment à l'activation et à la multiplication des lymphocytes spécifiques.
Les premiers anticorps produits sont principalement des IgM. La concentration d'anticorps augmente progressivement, atteint un maximum, puis diminue lorsque la stimulation antigénique disparaît.
Au cours de cette réponse, une partie des lymphocytes B se différencie en cellules mémoire. Ces cellules permettent à l'organisme de répondre plus rapidement et plus efficacement lors d'un nouveau contact avec le même antigène.
La durée de la réponse primaire varie selon la nature de l'antigène et les conditions immunologiques. Il n'est donc pas approprié de fixer systématiquement un délai de 15 à 20 jours pour tous les antigènes.

Réponse secondaire
Lors d'un nouveau contact avec le même antigène, les lymphocytes B mémoire sont rapidement activés. La réponse secondaire présente généralement une phase de latence plus courte, une production d'anticorps plus importante et une réponse plus durable que lors du premier contact.
Les anticorps produits sont souvent majoritairement des IgG, en particulier après une réponse dépendante des lymphocytes T ayant permis une commutation de classe. Ces anticorps présentent généralement une affinité plus élevée pour l'antigène grâce à la maturation d'affinité.
Des IgM peuvent néanmoins être produites lors d'une réponse secondaire : il est donc préférable de ne pas considérer celle-ci comme « presque entièrement constituée d'IgG ».
La réponse secondaire est ainsi plus rapide, plus intense et généralement plus durable que la réponse primaire. Cette propriété constitue la base de la mémoire immunitaire et explique notamment l'efficacité des vaccinations.

