Sự miễn dịch (hay chính xác hơn là chịu miễn dịch) đối với loài P. falciparum diễn ra một cách tự nhiên, nhưng chỉ xảy ra trong những năm bị nhiễm lặp đi lặp lại.[45] Một cá thể có thể được bảo vệt khỏi sự nhiễm trùng P. falciparum nếu họ tiếp nhận khoảng một ngàn lần chích của muỗi mang ký sinh trùng được cấy lại không gây lây nhiễm sau khi đã chiếu một liều tia X.[46] Một loại vắc-xin hiệu quả đối với bệnh sốt rét là chưa có, nhưng có nhiều loại đang được nghiên cứu.[47] Các đa hình cấp cao của nhiều protein của P. falciparum đã tạo ra những thách thức quan trọng trong việc tạo ra vắc-xin. Một ứng viên vắc-xin nhắm vào mục tiêu kháng nguyên trên hợp tử, giao tử, hoặc ookinetes trong ruột muỗi nhằm khống chế sự lây nhiêm sốt rét. Các vắc-xin khống chế lây truyền bao gồm các kháng thể trong máu người; khi muỗi hút máu từ một người đã được bảo vệ, các kháng thể này chống lại ký sinh trùng phát triển hoàn chỉnh trong cơ thể muỗi.[48] Các ứng viên vắc-xin khác nhắm vào giai đoạn sống trong máu của vòng đời ký sinh trùng, chưa phát triển đầy đủ.[49] Ví dụ, SPf66 đã được thử nghiệm rộng rãi trong các khu vực có bệnh đặc hữu thập niên 1990, nhưng các thử nghiệm lâm sàng cho thấy rằng nó có hiệu quả chưa đủ.[50] Nhiều vắc-xin có tiềm năng khác nhắm vào giai đoạn tiền hồng cầu của vòng đời ký sinh trùng đang được phát triển, trong đó RTS,S là một ứng viên sáng giá;[46] nó được trông đợi cấp phép sử dụng năm 2015.[23] Công ty kỹ thuật sinh học của Hoa Kỳ, Sanaria, đang phát triển vắc-xin nhược độc tiền hồng cầu có tên gọi là PfSPZ sử dụng toàn bột thoi trùng để tạo ra phản ứng miễn dịch.[51] Năm 2006, Hội đồng tư vấn vắc-xin sốt rét đã gởi đến WHO bản thảo về "Lộ trình Công nghệ vắc-xin sốt rét" (Malaria Vaccine Technology Roadmap) trong đó nêu ra một trong những mục tiêu quan trọng nhắm vào "phát triển và cấp phép vắc-xin sốt rét thế hệ thứ nhất có thể bảo vệ hiệu quả hơn 50% so với các bệnh nặng và tử vong và các bệnh kéo dài hơn một năm" vào năm 2015.[52]

Ký sinh trùng sốt rét chứa các apicoplast, cơ quan này thường gặp ở thực vật, để hoàn thiện bộ gen của chúng. Các apicoplast được cho là có nguồn gốc từ nột cộng sinh của tảo và đóng vai trò quan trọng ở các khía cạnh khác nhau trong quá trình trao đổi chất của ký sinh trùng, như tổng hợp axít béo. Có hơn 400 protein đã được tìm thấy là được tạo ra bởi các apicoplast và chúng hiện đang được đầu tư nghiên cứu có thể là các mục tiêu để phát minh ra các loại thuốc chống sốt rét.[53]

Với sự khởi đầu của thuốc kháng sinh Plasmodium, các chiến lượng mới đang được phát triển để chống lại căn bệnh phổ biến. Một trong những cách tiếp cận là dựa vào sự phát triển các sản phẩm cộng tổng hợp từ aminoaxit pyridoxal, được chọn từ các ký sinh trùng và cuối cùng gây cản trở với khả năng của nó tạo ra nhiều vitamin B thiết yếu.[54][55] Thuốc chống sốt rét sử dụng các phức dựa trên kim loại tổng hợp đang là đề tài được quan tâm nghiên cứu.[56][57]

Một chiến lược không chế véc-tơ truyền bệnh phi hóa học liên quan đến biến đổi gen của muỗi truyền bệnh sốt rét. Những tiến bộ trong công nghệ kỹ thuậ gen có thể đưa một DNA bên ngoài vào bộ gen của muỗi và hoặc làm giảm thời gian sống của muỗi, hoặc làm nó kháng lại với ký sinh trùng sốt rét. Kỹ thuật côn trùng vô trùng là một phương pháp kiểm soát gen mà trong đó một lượng lớn muỗi đực vô trùng được nuôi và thả ra ngoài. Chúng giao phối với các con cái sinh ra các lứa mới làm giảm số cá thể tự nhiên của thế hệ mới; quá trình lập đi lập lại cuối cùng loại bỏ nhóm mục tiêu.[58]