感染に対する宿主の防御機構としては以下のものがある：
バリア機構（例，皮膚，粘膜）
非特異的な免疫応答（例，食細胞［好中球，マクロファージ］とその産生物）
特異的な免疫応答（例，抗体，リンパ球）
（免疫系の概要も参照のこと。）
バリア機構
皮膚
皮膚は通常，物理的な破綻（例，媒介節足動物，損傷，静脈カテーテル，外科的切開による）が生じない限り微生物の侵入を阻止する。例外として以下のものがある：
ヒトパピローマウイルス（正常な皮膚から侵入でき，疣贅を引き起こす）
一部の寄生虫（例，マンソン住血吸虫［Schistosoma mansoni］，糞線虫［Strongyloides stercoralis］，鉤虫感染症を引き起こす寄生虫）
粘膜
多くの粘膜は抗菌性を有する分泌物で覆われている（例，頸管粘液，前立腺液，涙液などは細菌［特にグラム陽性菌］細胞壁中のムラミン酸の結合を切断するリゾチームを含む）。
局所の分泌物には免疫グロブリン（主としてIgGおよび分泌型IgA，微生物の宿主細胞への付着を阻止する）および鉄と結合するタンパク質（多くの微生物にとって不可欠）も含まれている。
気道
気道では上気道がフィルター機能を果たしている。侵入微生物が気管気管支まで侵入すると，粘膜線毛上皮が微生物を肺から排除しようとする。咳嗽も微生物の除去を補助する。微生物が肺胞まで侵入した際には，肺胞マクロファージと組織球が微生物を貪食する。しかしながら，侵入する微生物の数が多かったり，空気汚染物質（例，タバコ煙）によって有効性が低下したり，防御機構への妨害（例，気管挿管，気管切開）があったり，先天異常（例，嚢胞性線維症）があったりすると，これらの防御機構は破られることがある。
消化管
消化管のバリア機構としては，胃の酸性pHと膵酵素，胆汁，および腸管分泌物の抗菌作用などがある。
蠕動運動と腸上皮細胞の生理的脱落は微生物の除去に働く。蠕動が緩慢になると（例，ベラドンナやアヘンアルカロイドなどの薬物による），この除去作用が遅れ，症候性細菌性赤痢およびClostridioides difficile関連下痢症などの一部の感染症が遷延する。
消化管の防御機構が損なわれた患者は，特定の感染症にかかりやすくなる（例，無酸症はSalmonella，Campylobacter，C. difficile感染症の素因となる）。
腸内常在菌叢には病原体を阻害する働きがあり，抗菌薬によって腸内常在菌叢に変化が生じると，元来病原性を有する微生物（例， Salmonella Typhimurium）の異常増殖，C. difficileの異常増殖および毒素産生，または通常は共生関係にある微生物（例，Candida albicans）との重複感染が起きることがある。
泌尿生殖器
泌尿生殖器のバリア機構としては，男性の尿道の長さ（20cm），女性の腟の酸性pH，腎髄質の高浸透圧状態，尿中尿素濃度などがある。
また腎臓では，Tamm-Horsfallムコタンパク質が大量に産生および分泌されており，このタンパク質が特定の細菌に結合することにより，無害な除去が促進される。
非特異的免疫応答（自然免疫応答）
サイトカイン（インターロイキン1および6，腫瘍壊死因子α，インターフェロンγなど）は主としてマクロファージと活性化リンパ球によって産生され，原因微生物にかかわらず発現する急性期反応を媒介する。この反応には発熱と骨髄による好中球産生の増大が伴う。内皮細胞も大量のインターロイキン8を産生して好中球を引き寄せる。
この炎症反応は免疫系の構成要素を損傷または感染部位に動員し，血液供給の増加と血管透過性の亢進をもたらすことにより，走化性ペプチド，好中球，および単核球が血管内から漏出できるようにする。
微生物の拡大は食細胞（例，好中球およびマクロファージ）による取り込みによって制限される。食細胞は走化性により微生物に引き寄せられ，それらを取り込むと，その内部で微生物の分解を補助するライソゾーム酵素が放出される。過酸化水素などの酸化物が食細胞によって産生され，それにより貪食された微生物は死滅する。好中球の量的欠乏や質的欠陥により感染が生じた場合（例，慢性肉芽腫症），その感染は通常遷延性かつ反復性となり，抗菌薬に対する反応は遅延する。原因となる病原体は通常，ブドウ球菌，グラム陰性菌，および真菌である。
特異的免疫応答（適応免疫応答）
宿主の遺伝因子
多くの病原体にとって，宿主の遺伝子構成は宿主の易感染性や，その結果としての発症や死亡の頻度に影響を及ぼす因子となる。例えば，終末補体（C5～C8，おそらくC9）の欠損がある患者では，ナイセリア属細菌に対する易感染性が高くなる。
