علم المناعة الجزيئي هو فرع من فروع علم المناعة يركز على دراسة التفاعلات المناعية على المستوى الجزيئي. بدلاً من النظر إلى الجهاز المناعي ككل، يركز هذا العلم على دراسة الجزيئات الفردية التي تشكل هذا الجهاز، وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض ومع مسببات الأمراض.