Obniżony poziom CD4 na limfocytach Th2 oraz limfocytach T regulatorowych jest odpowiedzialny za słabszą odpowiedź tych komórek na stymulację antygenem. CD4 może również inicjować szlaki sygnałowe niezależnie od kompleksu TCR/CD3, co prowadzi do napływu wapnia do wnętrza komórki oraz produkcji interleukiny 2.
Znaczenie w nauce i medycynie CD4 jest białkiem rutynowo oznaczanym w testach naukowych i diagnostycznych związanych z funkcjonowaniem limfocytów T, zwykle w połączeniu z oznaczaniem innych antygenów. Ponieważ w wielu białaczkach rozwijających się z limfocytów T ekspresja CD4 jest zachowana, białko to jest pomocne w diagnostyce tych nowotworów. Zwiększona liczba komórek wykazujących obecność CD4 jest również powiązana z niektórymi chorobami autoimmunizacyjnymi, np. cukrzycą typu I.
Znaczenie CD4 polega również na tym, że jest to jeden z receptorów (oprócz koreceptorów, którymi są receptory chemokin: CXCR4 i CCR5), które wiążą białka wirusa HIV (w tym wypadku glikoproteinę gp120) i umożliwiają wniknięcie wirusa do komórek, co skutkuje jego namnażaniem i rozwojem zakażenia.