T细胞是由造血干细胞分化而来的一种淋巴细胞(lymphocyte)，在发育早期阶段由骨髓迁移至胸腺（thymus），并在胸腺中发育成熟，故得名T细胞。
1. 造血干细胞（Hematopoietic stem cells, HSCs）
一群数量极少、具有自我更新能力和可生成各种血细胞及免疫细胞的成体干细胞，具有高度的异质性，多数以静息状态存在于骨髓中。当机体受到外界刺激时，HSC可被迅速激活进而增殖分化成下游成熟细胞来维持机体的造血稳态，HSC的调节失控或病变将会引发多种血液性疾病。
2. 早期胸腺祖细胞（ETP）
T细胞也是由造血干细胞发育而来，在骨髓内的前期发育过程与B细胞具有共同祖先——普通淋巴祖细胞common lympoid progenitor cell (CLP)。部分CLP离开骨髓，随血液循环来到胸腺（thymus），即早期胸腺祖细胞(Early Thymic Progenitor，ETP)。进入胸腺后，这个细胞群的B细胞分化潜力就会消失。它仍然保持一定程度的多向性，因为它可以分化为NK细胞和一些髓系细胞群体，也可以受到胸腺上皮细胞刺激分化成T细胞。
3.T细胞在胸腺中的分化发育
T细胞发育全过程按照细胞表面CD4/CD8表达情况可以分成double negative（DN）, double positive（DP）和single positive（SP)三个主要阶段。DN：不表达CD4和CD8，DP：CD4/CD8均表达，最终αβ T细胞只能表达CD4或者CD8，即SP。
DN到DP的发育阶段——TCR的编码与CD4/CD8的表达
T细胞受体（TCR）是T细胞识别抗原发挥免疫功能的最重要部分之一。结构上，TCR拥有两条跨膜链，α链和β链（或者γδ链）；按照氨基酸序列可变程度，每条链分为恒定区（Constant region，C区）和可变区（Variable region，V区）。
按照T细胞表达TCR链种类不同，可以将T细胞分为传统T细胞（α:β T细胞）和γ:δ T细胞。α:β T细胞表面只表达TCR α和β链，占T细胞的绝大多数（一般默认后天免疫的T细胞都是α:β T细胞；γ:δ T细胞表面只表达TCRγ和δ链，主要发挥天然免疫功能）。
此阶段除了通过基因重排产生TCR外，T细胞也会同时表达CD4和CD8分子，即DP T细胞。
DP到SP的发育过程——阳性选择
阳性选择的目的：保证CD4/CD8与MHC II/MHC I吻合。即CD4+CD8+ T细胞的TCR αβ能与胸腺基质细胞表面的MHC适度结合，被选择的继续发育成SP，否则凋亡。其中与MHC II吻合的则发育成CD4+CD8- SP T细胞；与MHC I吻合的则发育成CD4-CD8+ SP T细胞。
DP到SP的发育
SP细胞到成熟T细胞——阴性选择
阴性选择的目的：保证TCR不结合自身成分，从而获得自身免疫耐受。即SP细胞如果能识别胸腺树突状细胞递呈的自身抗原肽-MHC复合物，则发生凋亡，不能识别则继续发育成熟，CD4+CD8- T细胞和CD4-CD8+ T细胞。
4. T细胞在外周免疫器官中的分化
从胸腺进入外周免疫器官中的（即淋巴细胞的归巢），尚未接触抗原的成熟T细胞，成为初始T细胞（Naive T-cell）。
T细胞在外周与抗原接触后，最终分化为不同功能效应的T细胞：CD8 效应T细胞和CD4 效应T细胞，其中有一部分效应T细胞变成记忆T细胞。
CD8 效应T细胞又称为细胞毒性T细胞 （Tc），可以直接杀死被病原体感染或者癌变的细胞；CD4 效应T细胞又叫辅助T细胞（Th），不直接参与杀死病变细胞，但会分泌淋巴因子产生炎症、激活其他免疫细胞。
