免疫系は、感染から生体を、特異性を高めながら重層的な防御体制で守る。最も簡単なのは、物理的な障壁で、細菌やウイルスが生体に侵入するのを防ぐことである。病原体がこの障壁を破ったとき、即座に自然免疫（先天性免疫とも呼ばれる）が発動し非特異的な応答を行う。自然免疫はあらゆる植物および動物に認められる。しかし病原体が自然免疫もうまく逃れたなら脊椎動物は第3階層の防御反応を繰り出す。これが適応免疫であり、自然免疫によって発動される。ここで免疫系は感染を受ける間、応答を病原体への認識が改善されるよう適応する。この改善された応答は、次いで、病原体が排除された後も免疫記憶として残り、この病原体が侵入するたびにより早く強力な攻撃が加えられるようにする。
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自然免疫も適応免疫もその効果のほどは自己と非自己の分子の区別ができる能力をもった免疫系かどうかにかかっている。免疫学において自己分子とは、免疫系によって外来物質と区別できるような自己の身体要素のことである。 反対に非自己分子とは、免疫系によって外来物質と区別される外来分子のことである。非自己分子の一つのクラスは、抗原（antigen; これはantibody generatorの短縮語である）と呼ばれ、特異的な免疫受容体に結合し、免疫応答を誘発する物質と定義される。
生体を感染から守る障壁にはいくつかあって、機械的なもの、生化学的なもの、および生物学的なものがある。