Обычно под серологией понимают раздел иммунологии, изучающий взаимодействие антител сыворотки с антигенами.
Серологические реакции могут быть прямыми, двухкомпонентными (агглютинация; пассивная гемагглютинация; преципитация и др.) или косвенными, трёхкомпонентными (реакция нейтрализации — например, микроба; реакция торможения гемагглютинации).
Из нескольких «простых» складываются сложные серологические реакции: бактериолиз, реакция связывания комплемента и др.
Распространены также иммунофлюоресцентные методы, основанные на окраске антител (антигенами) флюорохромами.
Особый вид серологических реакций — выявление иммобилизации подвижных форм микроорганизмов (например, реакция иммобилизации бледных трепонем при сифилисе).
Некоторые серологические исследования проводят не в пробирке, а непосредственно в организме экспериментальных животных.