Sistemska imunologija je na splošno znanstvena študija različnih vrst celic, bioloških signalov in molekul, ki medsebojno delujejo kot del imunskega sistema telesa. Raziskovalci poskušajo matematično modelirati, kako vsak od teh deluje in reagira na nova cepiva in zdravila, na primer. Običajno je bistveno tudi splošno poznavanje, kako vsak tip celice običajno sodeluje z drugo in z veliko različnimi beljakovinami in encimi. Področje se pogosto šteje za del področja sistemske biologije, v katerem znanstveniki preučujejo interakcijo in delovanje vsakega dela telesa.
Poleg matematike znanstveniki, ki so specializirani za sistemsko imunologijo, pogosto uporabljajo računalnike za analizo različnih bioloških komponent. Mikročipi se lahko uporabljajo za analizo molekul, medtem ko se za mešanje različnih spojin in spremljanje reakcij, ki potekajo, pogosto uporablja različna druga laboratorijska oprema. Raziskovalci včasih uporabljajo takšne tehnike, da izberejo zdravila za študij. Osebe v kliničnih preskušanjih je mogoče spremljati tudi s sofisticirano opremo za odkrivanje odziva imunskega sistema na zdravila v razvoju.
Laboratoriji po vsem svetu preučujejo sistemsko imunologijo, da bi pogosto našli zdravila, učinkovita proti različnim okužbam in boleznim, kot so malarija, tuberkuloza in virus človeške imunske pomanjkljivosti (HIV). Takšne zmogljivosti so pogosto odvisne od lokalnega in regionalnega financiranja. Za delo na tem področju so pogosto potrebne napredne akademske izkušnje, običajno na stopnji po doktoratu. Na splošno je potrebno poznavanje tisočih genov, ki kodirajo beljakovine, kot tudi odzivov, ki se pojavljajo na sistemski in celični ravni.
Imunski sistem sestavljajo celice, ki napadajo tuje organizme, imenovane fagociti, in tiste, ki si lahko zapomnijo molekularni podpis prejšnjih napadalnih subjektov, imenovane limfociti. Nekateri od teh na primer iščejo viruse in bakterije, drugi pa se odzovejo po odkritju okužbe. Odzivi so običajno odvisni od beljakovin, imenovanih protitelesa. Nabor encimov in drugih beljakovin je običajno vključen v signalizacijo med celicami ter začetek in zaustavitev imunskega odziva.
Računalniki se pogosto uporabljajo za modeliranje interakcije genov, celic, beljakovin in tujih snovi ter napovedujejo, kako se bo imunski sistem odzval. Sistemsko imunologijo lahko uporabimo tako pri zdravljenju pacienta kot tudi pri diagnosticiranju bolezni. Znanstveniki-raziskovalci, ki opravljajo delo sistemske imunologije, pogosto sodelujejo s strokovnjaki s področja farmakologije, kemije in načrtovanja kliničnih preskušanj, medtem ko strokovnjaki za računalništvo in biologijo pogosto poznajo koncepte na obeh področjih.