Tính đặc hiệu trong liên kết giữa kháng thể với kháng nguyên được ứng dụng thành một phương tiện tầm soát các chất trong nhiều kỹ thuật chẩn đoán. Các kháng thể đặc hiệu đối với một kháng nguyên mong đợi có thể được gắn nhãn phóng xạ hay huỳnh quang hoặc các enzyme tạo màu rồi sử dụng như các "đầu dò" để tìm kiếm kháng nguyên đó.

Các ứng dụng nổi tiếng bao gồm immunoblot, ELISA và nhuộm hóa mô miễn dịch các tiêu bản hiển vi. Tốc độ, độ chính xác và sự đơn giản của các xét nghiệm trên đã thúc đẩy sự phát triển của các kỹ thuật chẩn đoán nhanh in vivo các bệnh, vi khuẩn và cả các chất ma túy. Xét nghiệm sự tương hợp các nhóm máu cũng trên cơ sở phản ứng kháng nguyên-kháng thể.