Imunologi adalah ilmu yang mempelajari sistem kekebalan tubuh. Sistem kekebalan tubuh adalah bagian tubuh yang bekerja melawan infeksi dan parasitisme oleh makhluk hidup lain. Imunologi berhubungan dengan kerja sistem kekebalan tubuh dalam kesehatan dan penyakit, dan dengan malfungsi sistem kekebalan tubuh.
Sistem kekebalan tubuh terdapat pada semua tumbuhan dan hewan. Kita mengetahui hal ini karena para ahli biologi telah menemukan gen yang mengkode reseptor seperti tol di banyak metazoa yang berbeda. Reseptor seperti tol ini dapat mengenali bakteri sebagai 'asing', dan merupakan titik awal untuk reaksi kekebalan. Jenis imunitas yang dipicu oleh reseptor seperti tol disebut imunitas bawaan. Hal ini karena kekebalan ini sepenuhnya diwariskan dalam genom kita, dan bekerja sepenuhnya segera setelah jaringan dan organ kita berkembang dengan baik.
Vertebrata, dan hanya vertebrata, memiliki jenis kekebalan kedua. Ini disebut imunitas adaptif, karena imunitas ini 'mengingat' infeksi sebelumnya. Kemudian, jika infeksi yang sama terjadi lagi, reaksinya jauh lebih kuat dan lebih cepat. Memori imunologis ini "memberikan keuntungan bertahan hidup yang luar biasa" dan dengan itu vertebrata "dapat bertahan hidup dalam jangka waktu yang lama di lingkungan yang penuh patogen".