الفيروسات هي كيانات لاخلوية لا يمكن رؤيتها عادة إلا بالمجهر الإلكتروني. تحتوي جينوماتها إما على الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA)، وتتكاثر باستخدام بروتينات التضاعف للخلية العائلة. الفيروسات متنوعة، وتصيب البكتيريا القديمة والبكتيريا والفطريات والنباتات والحيوانات. تتكون الفيروسات من لب حمض نووي محاط بقفيصة بروتينية بغلاف دهني خارجي أو بدونه.

يؤدي تضاعف الفيروس داخل الخلية الحية دائمًا إلى تغييرات في الخلية، مما يؤدي أحيانًا إلى موت الخلية وأحيانًا إلى قتل الخلايا المصابة ببطء. هناك ست مراحل أساسية في دورة تضاعف الفيروس: الالتصاق، الاختراق، إزالة الغلاف، التضاعف، التجميع، والإطلاق. قد تكون العدوى الفيروسية منتجة، مما يؤدي إلى إنتاج جسيمات فيروسية جديدة، أو غير منتجة، مما يعني أن الفيروس يبقى داخل الخلية دون إنتاج جسيمات فيروسية جديدة.

تسبب الفيروسات مجموعة متنوعة من الأمراض لدى البشر. يمكن الوقاية من العديد من هذه الأمراض باستخدام اللقاحات الفيروسية، التي تحفز مناعة وقائية ضد الفيروس دون التسبب في مرض كبير. يمكن أيضًا استخدام اللقاحات الفيروسية في حالات العدوى الفيروسية النشطة، مما يعزز قدرة الجهاز المناعي على التحكم في الفيروس أو تدميره. تم تطوير الأدوية المضادة للفيروسات التي تستهدف الإنزيمات ومنتجات البروتين الأخرى للجينات الفيروسية واستخدامها بنجاح متفاوت. وقد استخدمت مجموعات من الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية (HIV) للسيطرة الفعالة على الفيروس، مما أدى إلى إطالة عمر الأفراد المصابين.

يتكون الجهاز المناعي الفطري أولاً من حواجز فيزيائية وكيميائية ضد العدوى، بما في ذلك الجلد والأغشية المخاطية وإفرازاتها، والأسطح المهدبة، وشعر الجسم. خط الدفاع الثاني هو نظام دفاع داخلي مصمم لمواجهة التهديدات المسببة للأمراض التي تتجاوز الحواجز الفيزيائية والكيميائية للجسم. باستخدام مزيج من الاستجابات الخلوية والجزيئية، يحدد الجهاز المناعي الفطري طبيعة مسبب المرض ويستجيب بالالتهاب، والبلعمة، وإطلاق السيتوكينات، والتدمير بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية (NK)، أو الجهاز المتمم.

الاستجابة المناعية التكيفية هي استجابة أبطأ وأطول أمداً وأكثر تحديداً من الاستجابة الفطرية. ومع ذلك، تتطلب الاستجابة التكيفية معلومات من الجهاز المناعي الفطري لتعمل. تعرض الخلايا العارضة للمستضد (APCs) المستضدات على جزيئات MHC للخلايا التائية الساذجة. ترتبط الخلايا التائية ذات المستقبلات السطحية التي ترتبط بمستضد معين بتلك الخلية العارضة للمستضد (APC). واستجابة لذلك، تتمايز الخلايا التائية وتتكاثر، لتصبح خلايا T_H أو خلايا T_C. تحفز خلايا T_H الخلايا البائية (B cells) التي ابتلعت وقدمت مستضدات مشتقة من مسبب المرض. تتمايز الخلايا البائية (B cells) إلى خلايا بلازمية تفرز أجسامًا مضادة، بينما تدمر خلايا T_C الخلايا المصابة أو السرطانية. تنتج خلايا الذاكرة عن طريق الخلايا البائية والتائية المنشطة والمتكاثرة وتستمر بعد التعرض الأولي لمسبب المرض. إذا حدث تعرض متكرر، تتمايز خلايا الذاكرة إلى خلايا مستجيبة دون تدخل من الجهاز المناعي الفطري. الجهاز المناعي المخاطي مستقل إلى حد كبير عن الجهاز المناعي الجهازي ولكنه يعمل بالتوازي لحماية الأسطح المخاطية الواسعة في الجسم. يحدث التحمل المناعي بواسطة الخلايا التائية المنظمة (T_reg) للحد من التفاعلات مع المستضدات غير الضارة وجزيئات الجسم الذاتية.

قد تتضمن اضطرابات الجهاز المناعي استجابات مناعية غير كافية أو استجابات مناعية غير مناسبة. يزيد نقص المناعة من قابلية الفرد للإصابة بالعدوى والسرطانات. فرط الحساسية هي استجابات خاطئة إما لجزيئات غريبة غير ضارة، كما في حالة الحساسية، أو لأنسجة الفرد الذاتية، كما في حالة المناعة الذاتية. قد تكون التفاعلات مع المكونات الذاتية ناتجة عن المحاكاة الجزيئية.