免疫学检测使用以下方法之一：
抗原用于检测患者标本中针对病原体的抗体
抗体 检测患者标本中病原体的抗原
标本的处理方法各不相同，但如果不能立即进行检验，标本通常应被冷藏或冷冻起来，以防止细菌污染物过度生长。
凝集反应实验
在凝集试验（如乳胶凝集反应、共凝集反应）中，很小的微粒（乳胶粒、明胶颗粒或细菌）与试剂抗原或抗体发生偶联。将产生的颗粒复合物与标本（如脑脊液、血清）混合；如果标本中存在目标抗体或抗原，它会交联这些颗粒，产生可测量的凝集反应。
如果试验结果显示阳性，将体液标本进行连续的稀释并检测。使用稀释度更高的溶液仍发生凝集反应，说明目标抗原或者抗体的浓度较高。滴度正确报告为发生凝集反应的最稀溶液的倒数；例如，32表示在稀释至起始浓度1/32的溶液中发生凝集反应。
一般来说，凝集反应与其他许多方法相比速度较快，但是灵敏度较差。该法亦可用于测定一些细菌的血清型。
补体结合
补体结合试验用于测量血清或脑脊液中消耗补体（固定补体）的抗体水平。这项试验用于诊断一些病毒和真菌的感染，尤其是球孢子菌病。
将样本与已知量的补体及目标抗原一起孵育，然后测定待测抗体。补体固定的程度表明样本中这一抗体的相对含量。
试验可以测定IgM和IgG抗体的滴定度，或者可以改良后用于测定相应的抗原。试验是精确的，但是具体应用因为工作量大以及需要大量的对照而受到限制。
酶免疫测定
酶免疫测定试验使用与酶连接的抗体来检测抗原，并检测和量化抗体。例如：
酶免疫法（EIA）
酶联免疫吸附试验(ELISA)
由于大多数酶免疫测定试验的敏感性高，因此它们常常用于进行筛选试验。可以通过类似于凝集反应试验中的连续稀释样本的方法来测滴定度。
试验的灵敏度虽然一般都较高，但是有时可以因为患者的年龄、微生物的血清型、或者是疾病所处的临床阶段等因素影响而变化。
沉淀试验
沉淀试验通过测量凝胶（琼脂糖）或溶液中抗原-抗体复合物的可见沉淀程度，来测定体液中的抗原或抗体含量。 沉淀试验有许多种类（如，ouchterlony双扩散，计数免疫电泳），但是这些试验的应用都极为有限。
通常将血液样本与抗原试剂混合来测定患者的抗体，最常应用于可疑真菌感染或者化脓性脑膜炎。由于取得阳性结果需要大量的抗体或者抗原，因此灵敏度不高。
蛋白印迹（Western blot）法
