TLRs分布的細胞多達20余種，Muzio M 等對TLR1-TLR5表達于人類白細胞的研究中發現，TLR1能在包括單核細胞，多形核細胞，T、B淋巴細胞及NK細胞等多種細胞中表達，TLR2、TLR4、TLR5只在髓源性細胞(如單核巨噬細胞)上表達，而TLR3只特異性表達于樹突狀細胞(dendritic cells，DC)。
TLR3、TLR7、TLR8和TLR9位于細胞內囊泡，參與識別微生物的核酸成分。
