Immunologie of immuniteitsleer is de wetenschap die zich bezighoudt met het immuunsysteem. De immunologie bestudeert de mechanismen die mensen, dieren en planten gebruiken om zich te verweren tegen lichaamsvreemde ziekteverwekkers, zoals bacteriën of virussen.
Het immuunsysteem maakt voor zijn verschillende taken gebruik van veel verschillende cellen, eiwitten en signaalmoleculen. Een belangrijk deel van de immunologie is gericht op het begrijpen van de moleculaire processen en cellulaire interacties die nodig zijn om ziekteverwekkers te herkennen, uit te schakelen en op te ruimen. Modern immunologisch onderzoek vindt plaats aan de hand van technieken als celculturen, immunoassays, ELISA's en flowcytometrie.
Er zijn diverse deelgebieden in de immunologie. De immuunchemie richt zich de structuur van antigenen en antilichamen, en het chemische inzicht in de immuunreacties. De immuungenetica onderzoekt de genetische principes die ten grondslag liggen aan de afweer, in het bijzonder de vorming van antilichamen en T-cel-receptoren. De klinische immunologie bestudeert verstoringen van het menselijke immuunsysteem. Deze treden bijvoorbeeld op in het geval van allergieën, immuundeficiënties, bij auto-immuunziekten en bij afstoting van getransplanteerd orgaan.