一、疾病诊断
用免疫血清学方法对人和动物传染病、寄生虫病、肿瘤、自身免疫病和变态反应性疾病进行诊断，是免疫技术Z突出的应用。尤其是酶标抗体技术，已成为多种传染病的常规诊断方法，如已有人各型肝炎、猪瘟等ELISA试剂盒，它们简便、快速，又具有高度的敏感性和可重复性。
二、动植物生理活动研究
动物、植物体中存在一些活性物质，如激素、维生素等，它们在体内含量极微少，但在调节机体的生理活动中起重要作用，因此可通过分析测定这些生物活性物质的含量及变化来研究机体的各种生理功能（如生长、生殖等）。由于这些物质含量极低，用常规化验方法不能准确测出。目前放射免疫测定和酶免疫技术已能精确测出ng（10-9g）及pg(（10-12g）水平的物质，它们已成为测定动物、植物、昆虫体内微量激素及其他活性物质、植物生理和生物FZ的重要手段。
三、物种及微生物鉴定
各种生物之间的差异都可表现在抗原性不同，物种种源越远，抗原性差异越大，因此可用区分抗原性的血清学反应进行物种鉴定，物种的分类等工作。血清学反应在细胞、病毒等微生物鉴定和血清型及亚型的分析方面已得到广泛应用。但对动物种源、植物和昆虫分类方面还是一个新领域。
四、动物、植物性状的免疫标记
通过分析动物、植物一些优良性状（如高产、优质、抗逆性等）的特异性抗原，然后用血清学方法进行标记选择育种，这是一个很有前途的方向，它比分子遗传标记选择育种简便。目前已用血清学反应分析找到了鸡抗马立克氏病的免疫标记（B21抗原）。
五、免疫增强药物和疫苗研究
疫苗研究中需用血清学反应和细胞免疫技术测定免疫的效果。在研究一些免疫增强药物，尤其研究抗肿瘤药物时，需用细胞免疫技术分析测定它们对机体细胞免疫功能的增强作用。因为细胞免疫是机体抗肿瘤、抗病毒后个重要机制。
六、发病机理研究
传染病的病原从机体特定部位感染，并在特定组织细胞内增殖，引起发病。以荧光抗体染色或免疫酶组化染色，可在细胞水平上确定病毒等病原微生物的感染细胞，还可用免疫电镜方法在亚细胞水平上进行抗原的定位。还可用于研究自身免疫病和变态反应性疾病的发病机理，如免疫复合物的沉积部位的分析。
七、分子生物学研究领域
在基因工程中，基因的分离、表达产物的定性与定量分析、表达产物的纯化等均涉及到免疫技术。如通常用免疫沉淀方法分离mRNA基因、酶标抗体核酸探针（核酸探针）检测筛选克隆、免疫转印技术分析表达产物的分子量、ELISA或RIA分析表达量、免疫亲和层析纯化表达产物、免疫方法分析表达产物的性质如免疫原性。由此可见，免疫技术是分子生物学研究必不可少的工具。
