Sistemų imunologija paprastai yra įvairių tipų ląstelių, biologinių signalų ir molekulių, kurios sąveikauja kaip kūno imuninės sistemos dalis, mokslinis tyrimas. Tyrėjai bando matematiškai modeliuoti, kaip kiekvienas iš jų veikia ir reaguoja, pavyzdžiui, į naujas vakcinas ir vaistus. Paprastai taip pat būtinos bendros žinios apie tai, kaip kiekvienas ląstelių tipas paprastai sąveikauja su kitomis ir su daugybe skirtingų baltymų bei fermentų. Ši sritis dažnai laikoma sistemų biologijos srities dalimi, kurioje mokslininkai tiria kiekvienos kūno dalies sąveiką ir funkcijas.
Be matematikos, mokslininkai, besispecializuojantys sistemų imunologijos srityje, dažnai naudoja kompiuterius įvairiems biologiniams komponentams analizuoti. Mikroschemos gali būti naudojamos molekulėms analizuoti, o įvairi kita laboratorinė įranga dažnai naudojama įvairiems junginiams maišyti ir vykstančioms reakcijoms stebėti. Tyrėjai kartais naudoja tokius metodus, kad atrinktų vaistus, kuriuos reikia tirti. Klinikiniuose tyrimuose dalyvaujantys žmonės taip pat gali būti stebimi naudojant sudėtingą įrangą, siekiant nustatyti imuninės sistemos atsaką į kuriamus vaistus.
Laboratorijos visame pasaulyje tiria sistemų imunologiją, dažnai siekdamos rasti vaistų, veiksmingų nuo įvairių infekcijų ir ligų, tokių kaip maliarija, tuberkuliozė ir žmogaus imunodeficito virusas (ŽIV). Tokių įrenginių veikla dažnai priklauso nuo vietos ir regioninio finansavimo. Norint dirbti šioje srityje, dažnai reikalinga pažangi akademinė patirtis, paprastai doktorantūros lygiu. Paprastai būtinos žinios apie tūkstančius genų, koduojančių baltymus, taip pat atsakas, atsirandantis sisteminiu ir ląstelių lygiu.
Imuninę sistemą sudaro ląstelės, kurios atakuoja svetimus organizmus, vadinamus fagocitais, ir tų, kurios gali prisiminti ankstesnių invazinių subjektų, vadinamų limfocitais, molekulinį parašą. Kai kurie iš jų ieško, pavyzdžiui, virusų ir bakterijų, o kiti reaguoja po to, kai nustatoma infekcija. Atsakymai paprastai priklauso nuo baltymų, vadinamų antikūnais. Fermentų ir kitų baltymų asortimentas paprastai dalyvauja perduodant signalus tarp ląstelių ir pradedant bei sustabdant imuninį atsaką.
Kompiuteriai dažnai naudojami genų, ląstelių, baltymų ir pašalinių medžiagų sąveikai modeliuoti, taip pat numatyti, kaip reaguos imuninė sistema. Sisteminė imunologija gali būti taikoma tiek gydant pacientą, tiek diagnozuojant ligą. Mokslininkai, atliekantys sistemų imunologijos darbus, dažnai bendradarbiauja su farmakologijos, chemijos ir klinikinių tyrimų projektavimo ekspertais, o kompiuterių ir biologijos specialistai dažnai yra susipažinę su abiejų sričių sąvokomis.