Immuunihomeostaasi on kehon tiukasti säännelty fysiologisten tarkastusten ja tasapainojen järjestelmä, joka varustaa sen monipuolisella puolustuslinjalla vieraita taudinaiheuttajia vastaan tai itseantigeenien kasvua vastaan. Terveillä yksilöillä, jotka ylläpitävät immuunihomeostaasin terveen tilan, vieraan ja mahdollisesti tarttuvan antigeenin tai itse luodun antigeenin haaste, joka uhkaa elimen tai elinjärjestelmän terveyttä, käynnistää asianmukaisten reaktioiden kaskadin, jonka tarkoituksena on palauttaa keho aiemmin esteetön tila. Perinteinen eksogeeninen immuunivaste alkaa, kun taudinaiheuttaja on ylittänyt ihon, nenän tai ruoansulatuskanavan kaltaisen esteen. Seuraavaksi luodaan kudosbakteereja, jotka voivat tappaa monia yleisimpiä hyökkääjiä. Kaskadi etenee tarvittaessa luonnollisten tappajasolujen, joita kutsutaan myös lymfosyyteiksi, käyttöönottoon immuunivasteen lopettamiseksi; sitten keho palaa taistelua edeltävään tasapainoonsa ja suorittaa homeostaasin kierron loppuun.
Immuunijärjestelmä luottaa monipuolisiin hyökkäysmekanismeihinsa pitääkseen kehon alistumasta mahdollisesti hengenvaarallisten eksogeenisten patogeenien tai allergeenien päivittäiseen tulviin. Lymfosyyttipopulaation terve ylläpito on tasapainoisen immuunihomeostaasin eturintamassa. Esimerkiksi immunologit keskittävät suuren osan tutkimuksestaan fysiologisten ärsykkeiden määrittelemiseen, jotka saavat nämä taistelusolupopulaatiot kasvamaan ja tulemaan taitaviksi tietyllä immuunivasteen alueella, jota kutsutaan erilaistumiseksi.
Tutkimukset osoittavat, että päivittäinen hyökkäys immuunijärjestelmään on tärkeä osa riittävän kypsien immuunisolujen ylläpitämistä, jotka määritellään sellaisiksi, jotka kykenevät tunnistamaan ja muodostamaan nopeasti puolustuksen, jotta immuunihomeostaasi pysyisi suhteellisen vakiona. Analogian voidaan vetää rokotteiden välillä, joita suositellaan valmistamaan keho taistelemaan vakavia infektioita vastaan stimuloimalla tappajasoluja vierailla hiukkasilla ei-aktiivisessa injektiossa normaalilla päivittäisellä “koulutuksella”, jota nämä solut saavat vain henkilö, joka hengittää allergeeneja kodin sisällä.
Kun immuunihomeostaasi häiriintyy tietyissä olosuhteissa, kehon immuunivaste voi muuttua ali- tai yliaktiiviseksi. Kun immuunivaste ei reagoi tai on tehoton, voi esiintyä vakavia immuunihäiriöitä, kuten syöpää; soluja, jotka olisivat tunnistaneet syöpäsolut vaarallisiksi, ei ehkä ole valmistettu riittävästi immuunijärjestelmän erilaistumisen ja signaloinnin avulla. Autoimmuunisairaudet ovat homeostaattisen spektrin yliaktiivisella puolella. Esimerkiksi autoimmuunisairaus multippeliskleroosi esiintyy, kun keho kokee hermostoon liittyvät kudokset, kuten aivot ja selkäytimen, vieraiksi ja vaarallisiksi ja hyökkää näitä kudoksia vastaan. Monet, ellei useimmat, markkinoilla olevat lääkkeet hoitavat sairauksia yrittämällä jossain määrin korjata immuunihomeostaasia.