Limfinė sistema ir imuninė sistema yra dvi skirtingos kūno sistemos, tačiau jos yra susipynusios įvairiais būdais. Imuninė sistema egzistuoja visame kūne, tačiau dauguma jos aktyvių komponentų juda fiziniu limfinės sistemos keliu. Be limfagyslių įvairios imuninės sistemos funkcijos taptų beveik nenaudingos. Didžioji kūno apsaugos dalis priklauso nuo baltųjų kraujo kūnelių ir papildomo deguonies išsiskyrimo, išfiltruoto iš limfinės sistemos. Šios ląstelės gabenamos į reikiamą vietą, kad galėtų kovoti su dalelėmis, kurias imuninė sistema laiko svetimomis ir galbūt pavojingomis.
Ryšys tarp limfinės sistemos ir imuninės sistemos pirmiausia gali būti matomas viename iš antrinių limfinės sistemos organų – limfmazgiuose. Bet kokį baltymą, pavyzdžiui, užkoduotą gripo viruse arba esantį vėžiagyviuose, organizmas gali suvokti kaip antigeną. Alergija gyvūnams dažniausiai gali būti siejama su nepageidaujamu baltymu, kaip ir alerginės reakcijos katėms atveju, nes kačių pleiskanos turi daug specifinių baltymų. Limfmazgiai gauna antigeną per kraujotakos sistemą limfos takais ir tada „įveda“ antigeną į naivias imuninės sistemos ląsteles, pvz., CD4 T-ląsteles, kad pradėtų formuoti protingą imuninį atsaką į medžiagą. Limfmazgiuose taip pat yra didelė imuninės sistemos makrofagų arba ląstelių, virškinančių nepageidaujamas medžiagas, koncentracija, padedanti išvalyti kraują ir pačią limfą.
Limfocitai, kurie, kaip žinoma, yra svarbūs tiek limfinėje, tiek imuninėje sistemoje, yra bendrųjų baltųjų kraujo kūnelių tipas, kurį organizmas gali diferencijuoti atlikdamas specifines imuninės sistemos funkcijas. Limfocitai auga kaulų čiulpuose, ypač ilguose kūno kauluose, pavyzdžiui, šlaunikaulyje. Kai kurie limfocitai migruoja į užkrūčio liauką ir yra suskirstyti į T ląsteles, kurios identifikuoja, tiesiogiai atakuoja ar naikina patogenus įvairiais kitais būdais, priklausomai nuo tikslaus T-ląstelės tipo, kuria tampa limfocitas. Limfocitai taip pat gali būti suskirstyti į B ląsteles, kol dar yra kaulų čiulpuose. Subrendusios B ląstelės prisideda prie limfinės sistemos ir imuninės sistemos, gamindamos ir pagreitindamos antikūnus, kovojančius su jau atpažintomis infekcinėmis dalelėmis visame kūne.
Alergiją tokiems dalykams kaip dulkės, pelėsiai ir žiedadulkės taip pat sukelia limfinė sistema ir imuninė sistema. Po kontakto su dirginančia medžiaga alergiški žmonės gamina jai jautrius antikūnus, T ir B ląsteles. Antikūnai jungiasi prie putliųjų ląstelių, kitos rūšies baltųjų kraujo kūnelių, gaminančių histaminą, kuris yra labiausiai akivaizdžių alerginių simptomų kaltininkas.