现代免疫学时期20世纪中期以后，免疫学众多新发现频频向传统免疫学观念挑战。1945 年R. Owen发现同卵双生的两只小牛的不同血型可以互相耐受，1948年C. Snell发现了组织相容性抗原，1953年R. Billingham等人成功地进行了人工耐受试验，1956 年Witebsky等人建立了自身免疫病动物模型。这些免疫生物学现象迫使人们必须跳出抗感染的圈子，甚至站在医学领域之外去看待免疫学。

于是一个免疫学的新理论棗克隆选择学说(cloneselectiontheory)于1958年由澳大利亚学者F Burnet提出。该学说认为:体内存在识别各种抗原的免疫细胞克隆:抗原通过细胞受体选择相应的克隆重并使之活化和增2，变成抗体产生细胞和免疫记忆细胞:胚胎时期与抗原接触的免疫细胞可被破坏或抑制，称为禁忌细胞株(forbiddenclone) ;部分免疫细胞可因突变而与自身抗原起反应。这个理论虽不十分完善，但解释了大部分免疫现象，为多数学者所接受并被后来的实验所证明，可以说是一个划时代的免疫学理论。

嗣后，细胞免疫以一个崭新的面貌再度兴起。1956 年B. Glick发现了腔上囊的作用，1961 年J. Miller发现了胸腺的功能，1966 年H. Claman等人区分出B细胞与T细胞，并且发现了它们的免疫协同作用，以后又相继发现了T细胞中不同的亚群及其鉴定方法，以及免疫细胞间朴素作用的机制和主要组织相容性复合体限制性。

同时，体液免疫继续向纵深发展。自40年代初确认抗体是血清丙种球蛋白之后，1950 年R. Porter用蛋白酶水解获得了抗体的片段，G. Edelman用化学断裂法得到了抗体的多肽链，共同证明了抗体的分子结构: 60 年代统一了 免疫球蛋白的分类和名称: 1957 年G. Kohler和C. Milstein等人用B细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体: 1978 年S. Tonegawa发现了免疫球蛋白的基因重排。