免疫系統由大量在宿主免疫系統發揮獨特作用的特定細胞類型組成。在適應性免疫系統中，T和B淋巴細胞（T和B細胞）表達特定表面受體（T細胞受體[TCR]
和B細胞受體[BCR]），通過主要組織相容性復合體（MHC）識別并結合在抗原呈遞細胞表面存在的特定抗原。通常，基于特定的表面分子標記，通過FACS分離各個免疫細胞類型。但是由于FACS
的技術限制，FACS分離的細胞可能仍由處在不同發育或激活階段的混合群體組成，且FACS方法受可用的標記所限。與之相反，單細胞測序法不受特定分子標記的限制，并且可識別T細胞和B細胞中特定基因表達模式和剪接變異。
“計算機科學和單細胞測序技術的進步為免疫學帶來了數據驅動型革新。” ——Neu等，2017年 B 細胞抗體庫 抗體由B細胞在貫穿機體整個生命過程的一系列以發育順序進行的體細胞基因重排中產生。抗體由二硫鍵連接的重鏈（VH）和輕鏈（VL）構成，決定了抗原結合的特異性。每個B細胞包含獨特的由多個不同基因位點編碼的VH
和VL 對。要正確預測抗體–抗原結合的特異性，應從同一單個B細胞分析VH和VL基因。 T 細胞抗體庫 每個T細胞表達獨特的TCR，TCR為由α和β鏈的獨特組合構成的異二聚體蛋白質。TCR與抗原呈遞細胞表面的MHC呈遞的多肽抗原結合。多種單細胞測序法可用于TCR測序，而無需通過細胞裂解破壞α和β鏈配對。
