疫苗是给予免疫系统一定数量的无害抗原，即细菌或病毒表面的一部分，而这被免疫系统视为“外来异物”。（抗原通常引起疾病发生，例如，使病毒或细菌附着于细胞。）疫苗还可能是提供无活性的毒素（毒素是细菌释放的有毒物质），促使机体产生免疫力，与之对抗。
一旦免疫系统发现了抗原， B淋巴细胞（一种白细胞）就会生成一种蛋白质，即抗体，它能精确地与抗原结合。抗体可产生许多拷贝。如果出现了同一疾病的感染，就会有更多的抗体产生。由于它们附着于靶抗原，就可能直接阻断病毒或细菌的活性，从而对抗感染。此外，抗体还可以使免疫系统的其它部分（尤其是吞噬细胞）能更容易地辨认和摧毁侵入者。
免疫系统具有“记忆”能力。一旦暴露于特定的细菌或病毒，它们就将在若干年、数十年甚至终生保留免疫力；因此能够抵御以后的感染，并且应答更为迅速。免疫系统所具备的这种能力，以及产生这种能力的速度，对于人体来说有极大好处：身体初次遭遇病菌，可能需要7-12天才能建立起有效防御，到那时，或许已经发生严重疾病甚至死亡。
