免疫系统可以识别异己成分并将潜在的、有害的异己分子和细胞从体内清除。免疫系统还具有识别和破坏来源于宿主自身组织异常细胞的能力。任何能被免疫系统识别的分子都被称作抗原（Ag）。
皮肤、眼角膜和呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道的黏液组成了人体第一道天然防御屏障。有些屏障同时发挥着重要的免疫功能：
解剖屏障受损可诱发两种免疫反应：
许多分子成分（如补体、细胞因子、急性反应相蛋白）同时参与固有免疫和获得性免疫。
固有免疫
固有免疫（innate immunity，又称天然免疫）不需早先接触抗原（即免疫记忆）就可产生效应。因此可以对入侵者迅速作出反应。然而其仅能识别广泛分布的抗原分子而非某一组织或细胞特异性抗原。
其成分包括：
自然杀伤细胞杀伤被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞。
适应性免疫
免疫反应
正常的免疫防御包括激活、调控和消退等不同环节。
免疫激活
当一个外来抗原(Ag)被循环抗体 (Abs) 或免疫细胞表面受体识别，免疫系统即被激活。这些受体可能是
泛特异性受体可以识别某些微生物共同表达的病原相关分子模式配体，如革兰氏阴性细菌的脂多糖、革兰氏阳性细菌的肽聚糖、细菌鞭毛蛋白、非甲基化胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸（CpG基序）及病毒双链RNA。这些受体还可以识别由应激或受感染的自身细胞产生的分子（称为损伤相关分子模式）。
抗原-抗体和补体-微生物复合物也可以与IgG的可结晶片段（Fc）受体（FcγR）及C3b和iC3b受体等表面受体结合而激活免疫反应。
一旦被识别，抗原、抗原-抗体复合物或补体-微生物复合物即被免疫细胞吞噬。大多数微生物在被吞噬后杀死，但有些能抑制巨噬细胞的细胞内杀伤能力（例如，被吞噬细胞吞噬的结核分枝杆菌能抑制细胞杀伤能力）。对于这类微生物，T细胞来源的细胞因子，尤其是γ干扰素（IFN-γ），能刺激吞噬细胞产生溶解酶和其他杀微生物的产物，从而增强其杀伤或隔离微生物的能力。
除非抗原能被迅速吞噬并完全降解（这种情况不常见），否则获得性免疫即被启动。这种反应开始于
例如，皮肤中的朗格汉斯细胞吞噬抗原并迁移至局部淋巴结；然后抗原多肽与主要组织相容性复合物（MHC）Ⅱ类分子共同表达于朗格汉斯细胞表面并被呈递给CD4+T辅助细胞（TH）。TH细胞在与抗原肽-MHC II分子复合物结合并接受多种共刺激信号后活化，表达IL-2受体并分泌多种细胞因子。每种TH细胞亚群分泌不同的物质，从而影响不同的免疫反应。
与MHC Ⅱ类分子将细胞外抗原（如许多细菌抗原）呈递给CD4+TH细胞不同，而MHC I类分子将细胞内（内源性）抗原（如病毒抗原）呈递给CD8+细胞毒T细胞。活化的细胞毒T细胞可以杀伤被感染的细胞。
