São expressos somente na membrana plasmática ou na membrana endossômica das células.

A base estrutural das especificidades dos receptores semelhantes a Toll (TLR) reside nos múltiplos nódulos extracelulares encontrados nesses receptores, que se ligam diretamente aos padrões moleculares associados aos patógenos (PAMP) ou a moléculas adaptadoras que interagem com PAMP.

Os TLR não são capazes de reconhecer microorganismos em diferentes localizações celulares.

Os receptores semelhantes a NOD e os receptores semelhantes a RIG detectam infecções ou danos celulares no citoplasma e estão localizados na membrana plasmática de fagócitos.

Os TLR 7, 8 e 9 são expressos na membrana plasmática, onde reconhecem diversos padrões moleculares associados a danos (DAMP) no ambiente extracelular.