識別相
CD4+T和某些CD8+T細胞識別存在于抗原呈遞細胞（APC）表面上的外來蛋白質抗原。
在皮膚DTH中，將抗原呈遞給CD4+T細胞并啟動DTH反應的APC可能有三類：第一是存在于上皮中的特定的APCS如郎格罕細胞。它們能將抗原運輸到引流淋巴結并在此與抗原特異性T細胞接觸，活化的T細胞在數目和跨越內皮屏障的能力方面均有增加。第二是皮膚中的Mφ和單核細胞，它們一旦離開血液循環并進入DTH反應部位的血管外組織中就分化成DTH的最終效應細胞即活化的巨噬細胞。單核細胞分化成效應細胞稱為巨噬細胞活化。活化過程是新的基因或原有基因轉錄增加的結果，表現為各種基因表達產物量的增加。活化的Mφ能完成諸如殺滅被吞細胞菌等靜止單核細胞所不能完成的功能。可溶性細胞因子特別是IFN-γ和脂多糖等細菌產物均能引起基因轉錄和Mφ活化。活化的Mφ能過分泌炎癥介質引起局部炎癥反應，清除微生物抗原，使DTH消退。最后一類APCs可能是后毛細靜脈內皮細胞。抗原進入局部的小靜脈內皮細胞在DTH中的作用除作為APC啟動T細胞活化外，還能調節白細胞的浸潤，因此它在炎癥反應中具有重要作用。人、狒狒和狗的小靜脈內皮細胞表達與呈遞抗原有關的MHCⅡ類分子。在豚鼠誘導內皮細胞表達MHCⅡ分子是DTH反應中最早的表現之一。而由CD8+T細胞介導的對病毒抗原的DTH的反應中，內皮細胞呈遞抗原與MHCⅠ類分子密切相關。但需指出，上述APCs中沒有一類APC能單獨在所有種屬、所有組織啟動各種抗原的DTH反應。
激活相
為T細胞分泌細胞因子和增殖相。一旦T細胞被APCs激活，就能通過分泌細胞因子而介導DTH。下面3個細胞因子對炎癥反應的發生最為重要：
（1）IL-2：IL-2能引起抗原活化T細胞的自泌性增殖。IL-2還能放大CD4+T細胞合成的IL-2、IFN-γ、TNF和淋巴素（lymphotoxin，LT）。
（2）IFN-γ：IFN-γ能作用于內皮細胞和Mφ等APCs，增加MHCⅡ類分子表達，提高將抗原呈遞給局部CD4+T細胞的效率，這也是誘導DTH的一個重要放大機制。IFN-γ能增強炎癥處浸潤單核細胞消滅抗原的能力。IFN-γ產僅是最強的激活Mφ的細胞因子，也是DTH中最重要的細胞因子。
（3）TNF和LT：它們能放大小靜脈內皮細胞結合和活化白細胞的能力，從而導致炎癥反應。
效應相
在DTH中，效應相可分成炎癥和消退兩步。炎癥指的是血管內皮細胞被細胞因子激活，血管中的白細胞聚集于抗原進入的局部組織中。消退是由于外來抗原被細胞因子活化的Mφ所消除。