การเชื่อมต่อพื้นฐานระหว่างโปรตีนและภูมิคุ้มกันคือร่างกายรับรู้ถึงการติดเชื้อที่เรียกว่าเชื้อโรคโดยโปรตีนเฉพาะของพวกเขา โปรตีนเหล่านี้เรียกว่าแอนติเจนและสามารถผลิตได้โดยไวรัสแบคทีเรียและเซลล์มะเร็ง แอนติบอดีเป็นโปรตีนประเภทหนึ่งที่ผลิตโดยร่างกายที่สามารถจับกับแอนติเจนบนพื้นผิวของแบคทีเรียเพื่อยกตัวอย่างหนึ่ง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นแบคทีเรียจะถูกทำลายโดยเซลล์เม็ดเลือดขาว การเชื่อมต่อที่สำคัญอีกอย่างระหว่างโปรตีนและภูมิคุ้มกันคือร่างกายสามารถได้รับภูมิคุ้มกันในระยะยาวโดยการจดจำแอนติเจนที่เกี่ยวข้องกับสาเหตุของโรคติดเชื้อ
ภูมิคุ้มกันมักหมายถึงสิ่งที่เรียกว่าภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติที่ใช้งานอยู่ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อร่างกายสัมผัสกับเชื้อโรคตามธรรมชาติเช่นสิ่งที่ทำให้เกิดโรคหวัดของบุคคลอื่น ภูมิคุ้มกันประดิษฐ์ที่ใช้งานหมายถึงกระบวนการของการฉีดวัคซีนซึ่งแอนติเจนที่ทำให้เกิดโรคจะถูกนำเข้าสู่ร่างกายโดยการฉีดวัคซีน
การทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับภูมิคุ้มกันทำให้วัคซีนมีประสิทธิภาพได้รับการพัฒนา วัคซีนทำงานโดยการแนะนำแอนติเจนเพื่อสร้างการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน สะดวกเพราะกระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในร่างกาย แต่ไม่ก่อให้เกิดโรค นี่คือความสำเร็จโดยวิธีการที่สามารถรวมถึงการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์หรือใช้โปรตีนของไวรัสโดยไม่ต้องแนะนำไวรัสจริง
ร่างกายสามารถใช้ประโยชน์จากการเชื่อมต่อระหว่างโปรตีนและภูมิคุ้มกันเพื่อให้ภูมิคุ้มกันในระยะยาวกับเชื้อโรคที่เคยพบมาก่อนหน้านี้ ครั้งแรกที่พบเชื้อโรคที่ติดเชื้อจะต้องใช้เวลาในการผลิตแอนติบอดีที่มีประสิทธิภาพในช่วงที่สิ่งมีชีวิตต่างประเทศมีเวลาสร้างอาการป่วยหรือโรค หลังจากการตอบสนองหลักที่เรียกว่าเซลล์บางเซลล์จะยังคงความสามารถในการผลิตแอนติบอดีที่เฉพาะเจาะจง เมื่อพบแอนติเจนในภายหลังเซลล์ที่เรียกว่าเซลล์หน่วยความจำ B จะแบ่งอย่างรวดเร็วเพื่อการตอบสนองที่รวดเร็ว ร่างกายจะไม่ป่วยอีกเพราะแอนติบอดีนั้นผลิตได้เร็วกว่ามากขึ้น
เซลล์เม็ดเลือดขาวแสดงการเชื่อมต่อที่ค่อนข้างซับซ้อนระหว่างโปรตีนและภูมิคุ้มกัน เซลล์ระบบภูมิคุ้มกันที่สำคัญที่สุดคือเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งที่เรียกว่าลิมโฟไซต์ซึ่งมีสองกลุ่มหลักที่เรียกว่าเซลล์ T และ B เซลล์ T สามารถโจมตีเซลล์ต่างประเทศเช่นแบคทีเรียได้โดยการรับรู้ถึงแอนติเจนที่เฉพาะเจาะจงของแบคทีเรียจากนั้นปล่อยโปรตีนของตนเองออกมาซึ่งจะทำให้แบคทีเรียตายในที่สุด ผ่านกระบวนการแยกเซลล์ B ในที่สุดก่อให้เกิดแอนติบอดี แอนติบอดีผูกกับแอนติเจนของแบคทีเรียที่ถูกทำลายโดย phagocytes ซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวอีกชนิดหนึ่ง
