細胞因子均為蛋白或多肽，具有較強的抗原性。隨著重組細胞因子的出現，可較方便地獲得細胞因子的特異性抗血清或單克隆抗體，因此可利用抗原抗體特異性反應的特性，用免疫學技術定量檢測細胞因子。盡管細胞因子種類繁多，只要獲得了針對某一因子的特異性抗體（包括多克隆抗體或單克隆抗體）均可采用相似的技術開展工作。常用的方法包括ELISA、RIA及免疫印跡法。目前，幾乎所有常見細胞因子的檢測試劑盒均有商品供應。此外還可利用酶標或熒光標記的抗細胞因子單克隆抗體，原位檢測因子在細胞內的合成及分布情況。免疫學檢測法可直接測定樣品中特定細胞因子的含量（用ng/ml表示），為大規模檢測臨床病人血清中細胞因子的含量提供了方便。本法僅測定細胞因子的抗原性，與該因子活性不一定相平行，因此要了解細胞因子的生物學效應，必須結合生物學檢測法。