免疫學是生物醫學 的一個主要的大分支，其探討的是在各器官中免疫系統為抵抗「非己」的異物所產生的免疫反應。主要討論在健康或是生病時免疫系統所扮演的生理功能角色；一些免疫系統發生病變所產生的疾病（例如自體免疫反應、過敏反應、免疫功能失調）；在體內（in vivo）或是體外（in vitro）免疫系統構成分子的物理、化學、生理性質。免疫學也已被廣泛應用於如下的領域上。

臨床免疫學

臨床免疫學主要研究免疫系統造成的疾病，或是其他醫療導致的免疫系統產生病變。大多數的發生的免疫疾病主要可以分成兩大項。一是免疫系統防衛上的缺陷，在這部分發生缺損，將無法產生適應免疫反應上的疾病（如慢性肉芽腫 chronic granulomatous disease）和自體免疫反應（autoimmunity），也就是免疫系統攻擊自己的抗原（比方說紅斑性狼瘡systemic lupus erythematosus、關節炎rheumatoid arthritis或重症性無力症 myasthenia gravis等疾病）。另一個則是因為其他免疫系統發生病變，包括引起各式的過敏反應，例如對於無害分子化合物的產生反應（如氣喘asthma、過敏allergies）或是反應過渡激烈。

愛滋病即是著名的免疫系統疾病，其由HIV病毒所引起。目前瞭解，愛滋病導因於因HIV病毒感染後，導致含有CD4+（CD4陽性）受體的淋巴細胞（輔助T細胞）及巨噬細胞和部分種類的B細胞受其感染、破壞，最終使得免疫系統崩潰。

臨床免疫學也研究許多方法，來避免許多器官組織移植上所引起的過度激烈免疫反應。如：避免同種移植allograft或是異種移植xenograft後被免疫系統所排斥、破壞。

免疫療法

利用免疫系統成分來治療疾病，也就是所謂的免疫療法。在癌症的治療上，常伴隨著化療(chemotherapy)或是放射線治療(radiotherapy)。然而，通常免疫療法被用來作為像是愛滋病患，或是其他免疫缺陷疾病，或是自體免疫病症病人之免疫抑制。