Η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος συμβαίνει όταν ένα αντίσωμα έλκεται και προσκολλάται σε ένα αντιγόνο. Ενώ είναι προσκολλημένο, το αντίσωμα δημιουργεί μια χημική αντίδραση που θα οδηγήσει τελικά στην καταστροφή του αντιγόνου. Μόνο συγκεκριμένα αντισώματα μπορούν να συνδεθούν με τους διαφορετικούς τύπους αντιγόνων, αν και τα αντιγόνα που έχουν παρόμοια δομή μπορούν να προσβληθούν από τα ίδια αντισώματα. Ο δεσμός μεταξύ ενός αντιγόνου και ενός αντισώματος είναι αναστρέψιμος, οπότε το αντίσωμα πρέπει να επιχειρήσει να κάνει πολλαπλές συνδέσεις με ένα αντιγόνο για να παραμείνει συνδεδεμένο μέχρι να αποβάλει το αντιγόνο.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι αντιγόνων, αν και τα περισσότερα είναι πρωτεϊνικά αντιγόνα, που μπορούν να προσελκύσουν αντισώματα. Πολλά αντιγόνα, όπως οι ιοί και τα βακτήρια, είναι επιβλαβή, ενώ άλλα, όπως η γύρη ή άλλα αλλεργιογόνα, είναι τα ίδια, αβλαβή. Τα αντισώματα που εμπλέκονται στη σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος είναι γνωστά ως ανοσοσφαιρίνες. Αυτά είναι μόρια που κατασκευάζονται από το ανοσοποιητικό σύστημα ενός οργανισμού προκειμένου να καταστρέψουν ξένα σώματα.
Οι ανοσοσφαιρίνες μπορεί να έχουν υψηλή ή χαμηλή συγγένεια για ορισμένα αντιγόνα. Όταν το επίπεδο συγγένειας είναι υψηλό, η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος είναι ισχυρή. Αυτός ο ισχυρός δεσμός μεταξύ της ανοσοσφαιρίνης και του αντιγόνου επιτρέπει στην ανοσοσφαιρίνη να ξεκινήσει μια σειρά από χημικές αντιδράσεις που τελικά διασπούν και καταστρέφουν το αντιγόνο.
Ακόμα κι αν η συγγένεια ενός αντισώματος με ένα αντιγόνο είναι εξαιρετικά υψηλή, η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος δεν είναι μόνιμη. Είναι πιθανό το αντιγόνο να διακόψει τη σύνδεση με το αντίσωμα ως άμυνα στην επίθεσή του. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, το αντίσωμα πρέπει να επιχειρήσει να συνδεθεί με το αντιγόνο μέσω πολλών διαφορετικών συνδέσεων.
Η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος βασίζεται συνήθως στη χρήση ασθενών ηλεκτρικών φορτίων για να τραβήξει το αντιγόνο και το αντίσωμα μαζί. Η συγγένεια ηλεκτρονίων στη μία πλευρά του δεσμού και ένα μικρό αρνητικό φορτίο στην άλλη είναι η πιο κοινή αιτία για τη σύνδεση αυτών των δύο τύπων μορίων. Οι τύποι δεσμών που συγκρατούν τα μόρια μαζί μπορεί να είναι υδρόφοβοι, ηλεκτροστατικοί ή υδρογονικοί δεσμοί ή δυνάμεις Van der Waals.
Όλη η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος είναι μη ομοιοπολική, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μοιράζονται ηλεκτρόνια. Παραμένουν διακριτά μόρια ακόμη και ενώ είναι δεμένα μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι όταν διαχωρίζονται, το καθένα είναι άθικτο.