HLA-DR, как и другие молекулы MHC класса II, представляет собой трансмембранный гликопротеин, состоящий из альфа-цепи 36 кДа (DRA) и бета-цепи 27 кДа (DRB). Ген альфа-цепи содержит 5 экзонов. Экзон 1 кодирует лидерный пептид, экзоны 2 и 3 кодируют два внеклеточных домена, а экзон 4 кодирует трансмембранный домен и цитоплазматический хвост. DRA не имеет полиморфизмов в части связывания пептида и действует как единственная альфа-цепь для DRB1, DRB3, DRB4 и DRB5. Внутри молекулы DR бета-цепь содержит все полиморфизмы, определяющие специфичности связывания пептида. Были описаны сотни аллелей DRB1, и типирование этих полиморфизмов обычно проводится для трансплантации костного мозга и почек. HLA-DR экспрессируется в основном на антигенпрезентирующих клетках, таких как В-лимфоциты, моноциты, макрофаги, эпителиальные клетки тимуса и активированные Т-лимфоциты. Три локуса, DR, DQ и DP, кодируют основные экспрессируемые продукты области человеческого класса II. Молекулы человеческого MHC класса II связывают внутриклеточно обработанные пептиды, представляют их Т-хелперным клеткам и играют важную роль в инициации иммунного ответа.