將可溶性抗原（如小牛血清）與相應抗體（如兔抗小牛血清的抗體）混合，當兩者比例合適并有電解質（如氯化鈉、磷酸鹽等）存在時，即有抗原―抗體復合物的沉淀出現，此為沉淀反應（precipitin reaction）。如以瓊脂凝膠為支持介質，則在凝膠中出現可見的沉淀線、沉淀弧或沉淀峰。根據沉淀出現與否及沉淀量的多寡，可定性、定量地檢測出樣品中抗原或抗體的存在及含量。免疫學的一些測定方法即基于此特性。
雙向擴散法（double diffusion），zui早由Ouchterlony創立，故又稱Ouchterlony法。此法是利用瓊脂凝膠為介質的一種沉淀反應。瓊脂凝膠是多孔的網狀結構，大分子物質可以自由通過，這種分子的擴散作用使分別兩處的抗原和相應抗體相遇，形成抗原―抗體復合物，比例合適時出現沉淀。由于凝膠透明度高，可直接觀察到復合物的沉淀線（弧）。沉淀線（弧）的特征與位置取決于抗原相對分子質量的大小、分子結構、擴散系數和濃度等因素。當抗原、抗體存在多種系統時，會出現多條沉淀線（弧）。依據沉淀線（弧）可以定性抗原。此法操作簡便、靈敏度高，是zui為常用的免疫學測定抗原和測定抗血清效價的方法。
免疫電泳法（immunoelectrophoresis是在凝膠介質中將電泳法與擴散法相結合的一種免疫化學方法，用以研究抗原和抗體。免疫電泳是使血清在瓊脂或瓊脂糖中進行的電泳。在一定電場強度下，由于血清中各種免疫球蛋白的分子大小以及荷電狀態和荷電量均有差異，因而它們的泳動速率也各不相同，加上電泳過程中電滲作用的影響，使各自組分得到分離。
在一定電場強度下，抗原與相應抗體在瓊脂介質中加速擴散相遇而形成復合物沉淀，這種檢測方法稱作電免疫擴散法（electroimmunodiffusion）。由于操作方法不同，電免疫擴散法可分為對流免疫電泳（countercurrent immunoelectrophoresis），交叉免疫電泳（crossed immunoelectrophoresis）和火箭免疫電泳（rocket immunoelectrophoresis）。