ADC 藥物由重組單克隆抗體（mAb）、細胞毒性藥物以及連接子（Linker）三部分組成，其中抗體通過連接子與細胞毒性小分子藥物共價結合。由于其特殊結構，ADC 藥物將單克隆抗體的高度選擇性和細胞毒性小分子藥物的抗腫瘤效力完美結合，使正常細胞免受腫瘤治療藥物的影響。ADC 藥物中抗體部分可與腫瘤細胞表面特定抗原相結合，引發腫瘤細胞內部生物化學級聯反應，導致 ADC 藥物被吸收入腫瘤細胞內部；再通過 ADC 中的細胞毒性藥物發揮腫瘤殺傷作用。這種靶向作用極大降低了抗腫瘤藥物的毒副作用，相較于其他化療藥物而言，提供了更寬的治療窗口。
ADC 藥物抗體部分的理想特征應該包括：（1）通過選擇人源化或全人源的抗體實現最低的免疫原性；(2）靶點特異性（具有足夠的抗原特異性和親和性）和較高的內化效率；（3）循環半衰期長。
根據藥物釋放機制，目前常用連接子包括可裂解或不可裂解兩種。可裂解連接子（包括二硫鍵、不耐酸的腙等）釋放藥物取決于生理環境，例如低 pH 值（酸不穩定連接體，如gemtuzumab-ozogamicin）、蛋白酶水解（蛋白酶裂解連接子，如 brentuximab-vedotin）或細胞內高谷胱甘肽濃度（二硫化物連接子，如 mirvetuximab-soravtansine）。不可裂解連接子（主要是硫醚）與單抗的氨基酸殘基形成非還原鍵，因此在血液中更穩定，這類連接子（如T-DM1 中的硫醚連接子）依賴于單克隆抗體的溶酶體降解來釋放毒性藥物，因此需要有效的內化和溶酶體運輸過程。
