抗原与抗体在体外结合后所表现的反应。抗原与抗体的结合具有高度特异性，且视抗原抗体性质、反应的条件、参与反应的因素和检测的方法不同，而表现特定的反应形式。利用这一特性可将已知的抗体（抗血清）加待测的抗原，如出现特定的反应，则证明该待测物中存在相应抗原，反之亦然。此类试验统称血清学试验，种类繁多，应用广泛，是生物科学必不可少的研究手段，现已发展成为一门独立的学科——免疫血清学。

可区分为三种不同级别的反应。

一级反应

抗原抗体结合后，可用免疫荧光、免疫酶、放射免疫和免疫电镜等标记抗体技术对反应进行直接检测。因采用了现代理化测试手段，其敏感性极高，广泛应用于小分子半抗原和大分子抗原的超微定量和细胞及亚细胞水平的定位。

二级反应

抗原抗体结合后，在反应条件和某种因素参与下，出现肉眼可见的反应。此类反应包括沉淀反应、凝集反应以及溶血反应、补体结合反应、免疫粘附红细胞凝集反应等有补体参与的反应。这种反应具有二阶段特性，即反应分两个阶段。第一为抗原抗体特异性结合阶段，反应快，几秒钟至几分钟即可完成，但无可见反应；其次为可见阶段，视抗原抗体性质、反应时的电解质、温度、pH以及是否存在补体等，出现沉淀、凝集、细胞溶解等可见反应。这一阶段约需几分钟、几十分钟或更久。但如参与反应的抗原为小分子半抗原或抗体为不完全抗体，则不出现反应。

三级反应

抗原抗体结合后，需通过实验动物、鸡胚、细胞培养或某些细胞成分参与，才表现的特定反应。包括中和反应、被动皮肤过敏反应、调理吞噬反应和抗体依赖细胞介导细胞毒反应等。此类方法因要求条件较高，试验操作较复杂，只在有特殊要求时才用。

血清学反应种类很多，各有其不同的特点。

特异性和交叉性

抗体只能与其相应的抗原结合，故有高度特异性，但天然抗原往往由多类抗原成分组成，每一抗原成分又有多个不同的决定簇。若两种自然抗原之间含有部分共同抗原成分或决定簇时，则发生交叉反应。如鼠伤寒沙门氏菌与肠炎沙门氏菌之间的交叉反应、口蹄疫病毒亚型间的交叉反应。一般血缘越近，交叉反应的程度也越高。此种交叉的程度通常以相关系数（r）表示。

血清学反应

通常以r值的大小作为区分毒（菌）株血清型和亚型的重要根据，r〉80%时为同一亚型，r在25～80%之间为同型的不同亚型，r＜25%时为不同的型。但这一标准往往视具体对象不同而异。

结合力和解离力

抗原和抗体的结合为弱能量的非共价键结合，其结合力（亦称亲合力、亲和力）决定于抗原决定簇与抗体的结合点之间所形成的非共价键的数量、性质和距离。非共价键数量多、较高能的结合键（如氢键、离子键）比例高、分子间距离近，则结合力强，结合后不易解离，称为高结合力；反之称为低结合力。在进行血清学试验时，应选择高结合力抗体。

抗原抗体的结合过程受理化法则所制约，结合温度一般在0～40℃，pH值在4～9范围内，如温度超过60℃或pH值降至3以下时，则抗原抗体复合物又可重新解离。利用这一特性，可进行免疫亲和层析，以提取免疫纯的抗原或抗体。

结合量和敏感性

抗原抗体结合有一定的数量关系。固定抗体的量来检测抗原时，在一定范围内，抗原的量与反应强度呈正比，反之亦然。故可用于抗原或抗体的定量分析。每一种血清学试验均有其检测抗原或抗体的最少极限，称为敏感性。高敏感的血清学试验，如酶免疫测定、放射免疫测定等的敏感度可达纳克，甚至皮克数量级。

进行凝集反应和沉淀反应时，抗原过剩或抗体过剩常可抑制反应的出现，称为带现象，试验时应注意避免。