El antígeno CD3 es un complejo proteico compuesto por tres cadenas distintas: CD3γ, CD3δ y CD3ε. Estas cadenas se asocian con los receptores de células T (TCR) y la cadena ζ para generar una señal de activación en los linfocitos T. Junto con el TCR y la cadena ζ, las moléculas CD3 forman el complejo TCR.

Las cadenas CD3γ, CD3δ y CD3ε son proteínas de la superficie celular que pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas y cada una contiene un único dominio de inmunoglobulina extracelular. Las colas intracelulares de las moléculas CD3 contienen un motivo conservado conocido como motivo de activación de inmunorreceptor basado en tirosina (ITAM), que es crucial para la capacidad de señalización del TCR. La fosforilación del ITAM en CD3 permite que la cadena CD3 se una a la enzima ZAP70 (proteína asociada a zeta), una quinasa importante implicada en la cascada de señalización de las células T.

El polipéptido CD3ε desempeña un papel vital en el desarrollo de las células T. Los defectos en el gen CD3 pueden provocar inmunodeficiencia y se han asociado con una mayor susceptibilidad a la diabetes tipo I en las mujeres. CD3 ha sido considerado como el marcador de células T más utilizado. El anticuerpo CD3 reacciona con un antígeno presente en los timocitos tempranos, lo que indica un compromiso temprano con el linaje de células T.