HMO đem lại nhiều lợi ích miễn dịch hơn Prebiotic[3][4]. HMO không chỉ đơn thuần là các prebiotic (chất xơ GOS và FOS) giúp nuôi dưỡng các vi khuẩn có lợi ở ruột, mà còn giúp ngăn ngừa các mầm bệnh bám vào tế bào.  Một phần HMO còn được hấp thu vào máu và tạo ra các tác động miễn dịch ở ngoài đường tiêu hóa[5], chúng gắn vào bề mặt tế bào và điều hòa quá trinh miễn dịch.

Nghiên cứu lâm sàng cho thấy trẻ sử dụng sữa công thức bổ sung 2′-FL HMO giảm rõ rệt các bệnh nhiễm trùng (giảm 66% nhiễm trùng đường hô hấp và giảm 52% các bệnh nhiễm trùng nói chung), giảm 36% các triệu chứng đau quặn bụng (Colic) so với sữa công thức không bổ sung HMO.