Imunokemija je grana kemije koja proučava imunološki sustav. To uključuje stanične i kemijske odgovore tijela na bakterijske, gljivične i virusne organizme. Početkom 1900-ih, znanstvenici Karl Landsteiner i Svante Arrhenius razvili su kemijske metode proučavanja antitijela i njihovog antitoksinskog odgovora na toksine. Ove studije su na kraju dovele do testova korištenih za otkrivanje specifičnih bolesti i metoda liječenja različitih bolesti.
Kroz ljudsku povijest, shvaćalo se da kada se bolest smiri, manja je vjerojatnost da će se bolesnik ponoviti. Godine 1798. engleski liječnik Edward Jenner testirao je sredstvo za stvaranje imuniteta protiv velikih boginja tako što je drugoj osobi ubrizgao sadržaj lezije kravljih boginja. Rezultat je bila imunizacija protiv velikih boginja. Kasnije će znanstvenici otkriti djelovanje i komponente imunološkog sustava.
Tijekom ranih faza imunokemije, istraživači su formulirali metode promatranja imunoloških odgovora izvan tijela. Ti su pioniri zaključili da je došlo do kemijskih reakcija, ali nisu bili sigurni što je točno pokrenulo reakciju ili kako je reproducirati. Laboratorijskim istraživanjem otkriveni su hapteni, koji su dijelovi antigena. Istraživači su na kraju otkrili da se reakcija imunološkog odgovora dogodila kada su protutijela kontaktirala haptene koji su bili vezani za specifične proteine. Koristeći kombiniranu tvar, daljnja ispitivanja pokazala su da antigenska reakcija općenito uključuje stvaranje taloga.
Kontinuirana procjena antitijela i reaktanata otkrila je da te komponente imunološkog sustava razlikuju molekularne strukture čak i uz najmanju razliku. Određene tvari izazvale su veću reakciju od drugih. Na primjer, spojevi koji sadrže karboksilnu skupinu izazvali su manji odgovor od tvari koje sadrže sulfuonsku skupinu. Napredak u imunokemiji na kraju je omogućio istraživačima da proučavaju svojstva vezanja antitijela i reakciju pomoću luminiscentnih molekula. Kasnije tehnike istraživanja obično su uključivale elektroforezu.
Početkom 20. stoljeća znanstvenici su razvili i Wassermanov test za sifilis. Test se obično provodio kombiniranjem uzorka krvi ili cerebrospinalne tekućine s lipidima ovaca. Protutijela u kombinaciji s lipidima pokazala su različite stupnjeve reakcije, ovisno o ozbiljnosti stanja. Ova vrsta testa također je bila učinkovita za otkrivanje malarije i tuberkuloze. Testovi nisu bili pouzdani, a ponekad su se javljali lažno pozitivni ili negativni. Trenutno laboratorijski tehničari koriste sofisticiranije metode ispitivanja.
Virologija, ili proučavanje virusa, također je grana imunokemije koja klasificira viruse, analizira kako se infekcije dobivaju i razvija metode liječenja. Molekularna evolucija obično uključuje proučavanje mikrobiologije na razini deoksiribonukleinske kiseline (DNK), ribonukleinske kiseline (RNA) i proteina. To uključuje imunokemiju kada se studija odnosi na procese bolesti i infekcije.