Miễn dịch học lâm sàng nghiên cứu các bệnh hoặc rối loạn của hệ miễn dịch theo góc độ y học.

Các bệnh miễn dịch gồm ba nhóm lớn: suy giảm miễn dịch, trong đó một vài bộ phận của hệ miễn dịch không tạo ra được đáp ứng đủ mạnh (thí dụ bệnh bạch cầu hạt mạn tính); các bệnh tự miễn, khi hệ miễn dịch tấn công các kháng nguyên của chính cơ thể mình (lupus ban đỏ hệ thống, viêm đa khớp dạng thấp, bệnh Hashimoto bệnh nhược cơ v.v.); và các phản ứng quá mẫn, trong đó hệ miễn dịch đáp ứng không thích đáng với các với các hợp chất vô hại (hen phế quản và các dị ứng) hoặc đáp ứng quá mạnh.

Bệnh nổi tiếng nhất có liên quan đến hệ miễn dịch là AIDS, do virus HIV gây ra. AIDS là một bệnh suy giảm miễn dịch đặc trưng bởi sự tụt giảm số lượng tế bào T CD4+ (tế bào "giúp đỡ") và các đại thực bào do bị hủy diệt bởi HIV.

Các nhà miễn dịch học lâm sàng cũng nghiên cứu các biện pháp phòng ngừa hiện tượng thải ghép, vì bình thường hệ miễn dịch có xu hướng tiêu diệt các mảnh ghép ngoại lai (allograft - từ cá thể khác cùng loài hoặc xenograft - từ các động vật khác loài).