Stanična imunologija proučava stanice i molekule imunološkog sustava organizma. Područje uključuje proučavanje kako te različite stanice i molekule rade zajedno kako bi pružile obranu od različitih vrsta patogena. Kako bi bolje razumjeli staničnu imunologiju, istraživači proučavaju i zdrav imunološki sustav i one koji se aktivno bore protiv patogena, uspoređujući razlike i sličnosti načina na koji funkcionira stanična fiziologija imunološkog sustava.
Loše funkcioniranje ili neispravan rad imunološkog sustava na staničnoj razini također je tema proučavanja stanične imunologije. Teme studija uključuju stanične nedostatke u imunološkom sustavu, uključujući pacijente koji imaju bolesti koje smanjuju odgovor imunološkog sustava kao što su HIV ili AIDS. Stanični imunolozi također proučavaju preosjetljivost imunološkog sustava na čimbenike okoliša, poput alergija ili astme. Kako funkcionira autoimuna bolest – kada imunološki sustav tijela napada različite stanice tkiva u stanjima kao što je dijabetes – još je jedna tema proučavanja stanične imunologije. Istraživači također proučavaju na staničnoj razini zašto imunološki sustav ljudi odbija neke transplantacije organa.
Oni koji proučavaju staničnu imunologiju promatraju i odgovore urođenog imunološkog sustava kao i adaptivne odgovore imunološkog sustava. Reakcije urođenog imunološkog sustava prva su tjelesna linija obrane od infekcije, s obrambenim mehanizmima koji se koriste za sve vrste infekcija. Prilagodljivi odgovori imunološkog sustava druga su tjelesna linija obrane imunološkog sustava i koriste stanice koje obavljaju specifične funkcije za oslobađanje tijela od infekcija. Ove specifične funkcije ovih stanica imunološkog sustava, kao što su T stanice i B stanice, uključuju obrambeno orijentirane stanice koje pamte prošle infekcije kako bi kasnije mogle odgovoriti bržim i jačim mjerama.
Stanična imunologija također pokriva rak i kako on raste u tijelu osobe. Širenje raka kroz ljudsko tijelo događa se na staničnoj razini, budući da rak uključuje stanice različitih tjelesnih tkiva koje rastu nekontrolirano. Stanični imunolozi traže načine da iskoriste funkcije imunološkog sustava tijela kako bi spriječili ili zaustavili širenje raka kroz tjelesna tkiva.
Istraživači također proučavaju čimbenike koji utječu na staničnu imunologiju. Na primjer, dob osobe može utjecati na funkcionalnost njegovog imunološkog sustava na staničnoj razini. Istraživači proučavaju kako čimbenici okoliša utječu na odgovor imunološkog sustava na staničnoj razini, kao što je je li pacijent bio izložen određenim patogenima u ranoj dobi ili kasnije u životu, učinak sanitarnih uvjeta na imunološki sustav osobe i kako genetika utječe na funkcionalnost imunološkog sustava u staničnoj razini.