研究生物機體的免疫性、免疫應答、免疫應答規律、免疫學方法和技術的生物學科。傳統的觀念認為，免疫學是一門研究抗感染免疫的專門學科。傳染病古稱瘟疫。例如天花是一種烈性傳染病，正常人一旦接觸患者，幾乎無不遭受感染。但感染后的幸存者即使護理天花病人，也不會再患天花。這種免得瘟疫的現象，就是“免疫”一詞的最早的概念。早在16世紀，我國人民就發明了用“人痘法”（用天花患者皰疹的內容物給健康人接種，使健康人輕度感染，獲得對天花的免疫力）預防天花。17世紀時，人痘法已傳至亞、歐各國。這是我國對免疫學的一大貢獻。也是人類最早的免疫學實踐。此后，經過200多年的經驗積累，人們對免疫現象的認識從觀察自然現象的經驗階段進入了實驗階段。1798年，英國醫生詹納（Edward Jenner）在人痘法的基礎上，發明了牛痘法預防天花的方法，為預防傳染病指出了人工免疫的可能性，開拓了實驗免疫學時期（ 1798～1945）。1881年，法國科學家巴斯德（Pasteur）用高溫培養獲得炭疽桿菌減毒疫苗，又用動物傳代法和干燥法獲得狂犬病減毒疫苗。為疫苗的發展及應用免疫學方法預防傳染病開辟了新的局面。19世紀末和20世紀初，許多科學家先后發現了免疫血清在試管內可以凝集細菌、殺滅細菌和溶解細菌，并將血清中與相應細菌和毒素反應的物質統稱為抗體，而引起抗體產生的刺激物質（細菌、細胞、毒素等）則稱為抗原。至此，體外抗原抗體反應的研究形成了免疫學的重要分支——血清學。它對傳染病及病原菌的診斷起到相當重要的作用。血清學的發展又推動了免疫化學的發展。本世紀30年代以來，開始了對抗原抗體反應機制、抗原特性、抗體理化性質等方面的研究。40年代以來，在傳統血清學反應的基礎上，一些新的鑒定抗原或抗體的方法相繼問世，如免疫熒光法（1942）、抗球蛋白試驗（1945）、免疫擴散（1946）等，進一步推動了免疫化學的發展。
人們對抗感染免疫的現象及本質的認識，是從19世紀末開始的。當時，對機體的免疫機制的認識有兩派不同的學術觀點：細胞免疫學派認為，在機體免疫中，吞噬作用是主要的；而體液免疫學派則認為，血清抗體的作用是主要的。進一步的研究證明了在體液因素參與下，吞噬作用可大大加強，從而統一了兩學派之間的矛盾，使人們對免疫機制有了較全面的認識。同時也反映了機體免疫機制的復雜性。
1900年，埃爾里赫（Ehrlich）首先提出了側鏈學說來闡述抗體的生成機制。他認為，抗毒素分子存在于細胞表面（即細胞受體），當外毒素進入機體后，與之特異性結合，刺激細胞產生更多的抗毒素分子，并自細胞表面脫落進入血流，即為抗體。本世紀30年代有人提出直接模板學說，認為抗體分子的結構是在抗原直接影響下形成的。隨后，在分子遺傳學影響下有人又對直接模板學說進行了修正，認為抗原是通過干擾細胞核DNA而間接決定抗體分子構型的。他們只承認抗體的產生是以抗原為主，不承認產生抗體的的細胞表面有識別抗原的受體，忽視了機體免疫應答的基本生物學規律——識別自己和排除異己的作用，使免疫生物學的研究未能得到應有的重視。隨著血清療法的應用，出現了許多免疫病理反應，如自身免疫病、輸血反應等。這些與免疫保護反應相對立的現象，大大地動搖了以抗體形成來闡明機體免疫應答的理論。直至本世紀40年代后期的研究工作，才把抗體的免疫現象建立在生物學的基礎上，開創了現代免疫學時期（1949～）。從此，免疫學從抗感染免疫的概念中解脫出來，發展成為生物機體識別和排除異己，維持自身生理功能相對穩定的現代免疫學概念。免疫學的研究范圍也擴大到生物學的許多方面，如細胞生物學、分子生物學、分子遺傳學、臨床醫學等諸多領域，并逐漸發展成一門具有完整的理論體系和試驗技術的學科。
免疫學的基礎理論研究包括：引起免疫應答的抗原、執行免疫應答的免疫系統，免疫應答的現象和機制，免疫應答的產物種類、特性以及它們與相應抗原反應的規律及結果。而免疫學在應用方面的研究則包括建立完整的免疫反應檢測方法，以檢測各類抗原及免疫應答產物等；了解某些免疫性疾病的發病機制，研究如何通過促進、阻遏、中斷等手段來控制和防治免疫性疾病等。隨著科學的發展，免疫學已分出許多分支，如免疫生物學、免疫遺傳學、免疫化學、免疫藥理學、免疫病理學、免疫血液學、臨床免疫學、移植免疫學、腫瘤免疫學等。并滲透到與國民經濟有關的工業、農業、化學、食品、畜牧業等領域中去，發揮越來越重要的作用。