Vasta-aineiden havaitseminen on lääketieteessä tärkeää sairauksien havaitsemiseksi, koska vasta-aineet ovat suuria proteiineja, jotka voivat havaita viruksia ja bakteereja. Vasta-ainedetektio suoritetaan laboratorioissa ja kentällä vasta-aineen ja antigeenin sidosten tutkimiseksi ja vasta-aineen tunnistamiseksi sen tietyn värinmuutoksen perusteella, kun siihen liitetään entsyymireagoiva substraattimolekyyli, kun se on vielä sitoutunut antigeeniin. Havaintotesti tunnetaan nimellä entsyymi-immunosorbenttimääritys (ELISA). Ennen ELISA:n kehittämistä ainoat määritykset olivat radioimmunomääritykset, jotka tunnistivat vasta-aineet niiden spesifisen radioaktiivisuuden perusteella 1960-luvulla. 1970-luvun alussa kehitettiin useita ELISA-tekniikoita spesifisten vasta-aineiden tunnistamiseksi.
Indirect Sandwich ELISA -vasta-aineiden havaitsemistekniikka valmistaa taudin antigeeniä sisältävän puskuroidun liuoksen ja sitoo sen muovilevyyn. Sitten potilaalta tuodaan primäärinen vasta-aine sitoutumaan antigeeniin. Seuraavaksi lisätään sekundäärinen vasta-aine, johon on kiinnitetty entsyymi, ja entsyymin substraatti lisätään. Tämä aiheuttaa reaktion, joka muuttaa entsyymin väriä, mikä osoittaa, että kaksi vasta-ainetta ovat liittyneet toisiinsa, jos potilaan vasta-aine on positiivinen kyseiselle sairauden antigeenille. Värinmuutoksen voimakkuus ilmaisee vasta-aineen havaitseman sairauden määrää; tämä värin voimakkuus mitataan sitten kvantitatiivisesti spektrometrillä.
Toinen ELISA-tekniikka, joka on hyvä, kun potilaiden näytteet ovat raakoja tai epäpuhtaita, on Competitive ELISA, kun leimaamatonta vasta-ainetta inkuboidaan potilaan antigeeninäytteen kanssa. Sitoutunut vasta-aine/antigeenikompleksi pestään niin, että sitoutumaton vasta-aine poistetaan ja sekundäärinen vasta-aine, joka on kytketty primaariselle vasta-aineelle spesifiseen entsyymiin, lisätään sitoutumaan antigeeniin. Kun entsyymiin lisätään substraattia, jos vasta-aine havaitsee taudin, entsyymi tuottaa kromogeenisiä tai fluoresoivia ominaisuuksia signaalina. Israelilaisten lääkäreiden käyttämässä kenttäkokeessa käytetään koeputkea, joka on täynnä proteiinifragmentteja ja vasta-aineita, sekä sinistä nestettä. Jos sininen neste muuttuu punaiseksi kymmenen minuutin kuluessa, kyseisen sairauden vasta-aine tunnistaa koeputkessa olevan antigeenin.
Kehitysmaiden vaikeapääsyisillä alueilla laboratoriot eivät ole helposti saatavilla. Monia kaupallisia vasta-aineiden havaitsemissarjoja on myyty terveydenhuollon ammattilaisille tuberkuloosin, erityisesti lasten ja ihmisen immuunikatovirukseen/autoimmuunivajausoireyhtymään (HIV/AIDS) liittyvän tuberkuloosin testaamiseksi. Eräässä tutkimuksessa, joka käsitti 68 erityistä tutkimusta, havaittiin, että nämä sarjat eivät olleet yhtä luotettavia kuin yskösnäytteiden mikroskopia.
Malaria on toinen sairaus, jonka vasta-aineiden havaitsemiseen käytetään fluoresoivaa vasta-ainetestiä. Tämä menetelmä on hyvä verenluovuttajien seulonnassa, koska verensiirron aiheuttama malaria ei välttämättä näy yksinkertaisessa verikalvotutkimuksessa. Jos potilaalla on toistuvia verinegatiivisia näytteitä, mutta hänellä on kuitenkin voimakkaita taudin oireita, fluoresoiva merkkiainetesti voi paljastaa sen. Mikroskoopilla tutkittaessa malarian vasta-aineet osoittavat usein omenanvihreää väriä, joka on positiivinen malarialoiselle.