อิมมูโนเคมีเป็นสาขาวิชาเคมีที่ศึกษาระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งรวมถึงการตอบสนองของเซลล์และทางเคมีของร่างกายต่อแบคทีเรียเชื้อราและสิ่งมีชีวิตจากไวรัส ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 นักวิทยาศาสตร์ Karl Landsteiner และ Svante Arrhenius ได้พัฒนาวิธีการทางเคมีในการศึกษาแอนติบอดี้และการตอบสนองของสารพิษต่อสารพิษ ในที่สุดการศึกษาเหล่านี้นำไปสู่การทดสอบที่ใช้ในการตรวจสอบโรคเฉพาะและวิธีการรักษาโรคภัยไข้เจ็บที่แตกต่างกัน
ตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์เป็นที่เข้าใจกันว่าเมื่อความเจ็บป่วยลดลงบุคคลที่ป่วยจะมีโอกาสเกิดขึ้นอีกน้อยลง ในปี ค.ศ. 1798 เอ็ดเวิร์ดเจนเนอร์แพทย์ชาวอังกฤษได้ทดสอบวิธีการสร้างภูมิคุ้มกันโรคไข้ทรพิษด้วยการฉีดยาอีกคนด้วยเนื้อหาของรอยโรคอีสุกอีใส ผลที่ได้คือการฉีดวัคซีนป้องกันไข้ทรพิษ หลังจากนั้นนักวิทยาศาสตร์จะค้นพบการกระทำและองค์ประกอบของระบบภูมิคุ้มกัน
ในช่วงแรกของการสร้างภูมิคุ้มกันวิทยานักวิจัยได้กำหนดวิธีการสังเกตการตอบสนองของภูมิคุ้มกันนอกร่างกาย ผู้บุกเบิกเหล่านี้สรุปว่าปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้น แต่ไม่แน่ใจว่าสิ่งใดที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาอย่างแน่นอน การวิจัยในห้องปฏิบัติการเผยให้เห็นฮัพเพนซึ่งเป็นส่วนของแอนติเจน ในที่สุดนักวิจัยค้นพบว่าปฏิกิริยาตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันเกิดขึ้นเมื่อแอนติบอดีที่สัมผัสกับ Haptens ที่ติดอยู่กับโปรตีนจำเพาะ การใช้สารที่ผสมกันการทดสอบเพิ่มเติมบ่งชี้ว่าปฏิกิริยาของแอนติเจนโดยทั่วไปรวมถึงการก่อตัวของตะกอน
การประเมินอย่างต่อเนื่องของแอนติบอดีและสารตั้งต้นเผยให้เห็นว่าองค์ประกอบของระบบภูมิคุ้มกันเหล่านี้มีความแตกต่างระหว่างโครงสร้างโมเลกุลที่มีความแตกต่างน้อยที่สุด สารบางชนิดให้ปฏิกิริยาที่มากกว่าสารอื่น ตัวอย่างเช่นสารประกอบที่มีคาร์บอกซิลิกกลุ่มหนึ่งจะตอบสนองได้น้อยกว่าสารที่มีกลุ่มซัลฟูนิก ในที่สุดความก้าวหน้าทางอิมมูโนเคมีทำให้นักวิจัยศึกษาการจับแอนติบอดีและปฏิกิริยาตอบสนองโดยใช้โมเลกุลเรืองแสง เทคนิคการวิจัยในภายหลังมักจะเกี่ยวข้องกับอิ
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแบบทดสอบ Wasserman สำหรับโรคซิฟิลิส การทดสอบทำโดยทั่วไปโดยการรวมตัวอย่างของเลือดหรือน้ำไขสันหลังกับไขมันจากแกะ แอนติบอดีที่รวมกับไขมันนั้นมีปฏิกิริยาที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความรุนแรงของสภาพ การทดสอบประเภทนี้มีประสิทธิภาพในการตรวจหามาลาเรียและวัณโรคด้วย การทดสอบไม่ได้เป็นข้อพิสูจน์ที่ผิดและบางครั้งก็เกิดผลบวกหรือลบ ปัจจุบันช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการใช้วิธีการทดสอบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น
ไวรัสวิทยาหรือการศึกษาไวรัสยังเป็นสาขาหนึ่งของอิมมูโนเคมีที่จำแนกไวรัสวิเคราะห์การติดเชื้อและการพัฒนาวิธีการรักษา วิวัฒนาการระดับโมเลกุลมักจะเกี่ยวข้องกับการศึกษาจุลชีววิทยาในระดับของกรด deoxyribonucleic (DNA), กรด ribonucleic (RNA) และโปรตีน ซึ่งรวมถึงอิมมูโนเคมีเมื่อการศึกษาเกี่ยวข้องกับกระบวนการของโรคและการติดเชื้อ
