Luontainen immunologia käsittelee immuunijärjestelmän toimintaa ja rakennetta. Tarkemmin sanottuna se keskittyy luontaiseen immuniteettiin. Immuunijärjestelmä on jaettu kahteen ryhmään: synnynnäinen ja mukautuva.
Luontainen immunologia keskittyy immuunijärjestelmän epäspesifiseen puolustukseen. Näitä puolustuksia ovat kemikaalit, joita esiintyy veressä, fyysiset esteet ja solut, jotka on luotu hyökkäämään vieraita aineita vastaan. Tämän alueen tutkimus auttaa tutkijoita määrittämään, kuinka nopeasti keho reagoi antigeenialtistuksiin.
Synnynnäinen ja mukautuva immuunijärjestelmä pyrkii samaan tavoitteeseen suojella kehoa vierailta aineilta, mutta miten ne saavuttavat tämän tavoitteen, eroavat toisistaan. Synnynnäinen immuunijärjestelmä on valmis puolustamaan altistumishetkestä lähtien, mutta mukautuva immuunijärjestelmä reagoi enemmän – sen on sopeuduttava. Luontainen immunologia on osoittanut, että adaptiivinen immuunijärjestelmä puolustaa tiettyä antigeenia vastaan, joka laukaisi vasteen; synnynnäinen immuunijärjestelmä on epäspesifinen, koska se reagoi kaikkiin antigeeneihin tasapuolisesti. Synnynnäinen immuunijärjestelmä ei muista antigeenejä, joille se on aiemmin altistunut.
Vaikka synnynnäinen immunologia tutkii synnynnäistä immuunijärjestelmää, sen on myös tutkittava, miten synnynnäinen ja mukautuva järjestelmä toimivat yhdessä. Toisessa on monia komponentteja, jotka vaikuttavat toisen komponentteihin. Jos esimerkiksi adaptiivinen immuunijärjestelmä havaitsee organismin, jonka se on aiemmin kohdannut, se toimii nopeammin tuhotakseen sen ilman, että sopeutuminen vie niin paljon aikaa, mutta jos on olemassa jokin muu organismi tai infektio, jota ei tunnisteta, synnynnäinen immuunijärjestelmä puolustaa jo silloin, kun adaptiivinen järjestelmä käynnistyy. Samaan aikaan, kun synnynnäinen immuunijärjestelmä luo solupuolustuksen, adaptiivinen järjestelmä reagoi sen mukaisesti. Synnynnäinen järjestelmä reagoi kuitenkin ensin, koska sopeutuva järjestelmä tarvitsee enemmän aikaa tunnistaa ja reagoida.
Synnynnäisen immunologian kautta tutkimus on osoittanut, että synnynnäisessä järjestelmässä on useita elementtejä. Anatomiset esteet ovat ensimmäiset puolustukset ja ovat fyysisiä, kuten iho. Jos anatomiset esteet ovat vaurioituneet, infektio alkaa; puolustukseen kuuluu tulehdus. Makrofagit ja luonnolliset tappajasolut muodostavat osan soluesteistä.
Tutkimalla, miten immuunijärjestelmä toimii taistelemaan infektioita vastaan, tutkijat antavat tärkeitä biolääketieteellisiä tietoja. Luontaisen järjestelmän yksityiskohdista opitaan myös, miten keho reagoi tiettyihin organismeihin. Tämä auttaa määrittämään, kuinka tehokkaita lääkkeet voivat olla ja milloin niitä tarvitaan kehon luonnollisten vasteiden tehostamiseen.