Dem Immunsystem stehen unterschiedliche Botenstoffe zur Verfügung, die der Kommunikation zwischen Immunzellen dienen. Dies geschieht über hormonartige Botenstoffe, die sogenannten Zytokine, zu denen die Interleukine, Interferone und Tumornekrosefaktoren gehören. Sie aktivieren Immunzellen, können eine Immunreaktion aber auch hemmen. Auch Körperzellen, also Zellen, die nicht zum Immunsystem gehören, können Zytokine bilden. Kommt es beispielsweise zu einer Verletzung oder einem Infekt, können Gewebszellen Zytokine sezernieren und so Immunzellen „anlocken“. Immunzellen nehmen diese Zytokine war und folgen der „Spur“ bis zu ihrem Ursprung. Dieses Phänomen bezeichnet man auch als Chemotaxis. Neben den Zytokinen existieren noch weitere Immunantwortvermittler, wie die Prostaglandine oder die Histamine, die noch in den späteren Abschnitten genauer beschrieben werden. Neben der Kommunikation können chemische Stoffe auch an der direkten Erregerbekämpfung beteiligt sein. Hierzu zählt man Enzyme (wie das Lysozym) und auch das Komplementsystem, die jeweils direkt Mikroorganismen zerstören können.