Имунологичните и серологичните изследвания анализират компонентите и реакцията на имунната система на организма спрямо различни патогени – бактерии, вируси, гъбички и паразити. Серологичните тестове търсят специфични антитела в кръвта, което показва дали човек е имал контакт с определен причинител на инфекция в миналото или настоящето. Имунологичните изследвания оценяват броя и активността на имунните клетки, както и нивото на различни имуноглобулини. Те са незаменими за диагностика на инфекциозни заболявания, автоимунни болести, алергии и имунен дефицит, както и за проследяване на ефективността на лечението.