移植免疫有別於一般的病原菌感染，免疫系統所針對的目標主要為捐贈者與受贈者相異之人類白血球抗原（Human leukocyte antigen, HLA）。而HLA為免疫系統中呈現抗原之重要蛋白質，也因此造成了移植免疫反應中，需考慮捐贈者和受贈者二套免疫系統的互動，包括移植造成特有之“直接”、“半直接”與“非直接”呈現（direct, semi-direct and indirect presentation），不同器官所含之免疫細胞數量不同，移植入受贈者也就會造成不同程度之免疫反應。而近幾年新興之細胞外囊泡（extracellular vesicle, EV）研究，可發現捐贈者之EV在半直接呈現中拌演重要角色，可活化受贈者淋巴球而引起快速之排斥反應。而過去的被認為在排斥中較不重要之先天免疫系統，也在近年之研究發現包括單核細胞（monocyte）、巨噬細胞（macrophage）及自然殺手細胞（natural killer cell），透過各自不同的機轉，皆可獨立於後天免疫系統之外而造成排斥反應。透過全面了解排斥反應之啟動機轉，有助於精進術前配對，病理診斷及發展新的治療方法。
目前移植器官衰竭之原因有一重要原因為抗體排斥，然而有些病患可能存在排斥抗體卻無排斥，可能與排斥抗體特性有關，包括補體活化能力、免疫球蛋白種類或Fc部位之醣化等。而有些病患未能偵測到排斥抗體卻仍有抗體排斥之病理表現，可能為未檢驗出之非典型排斥抗體，或是其他機轉造成之發炎如前述之先天免疫系統作用。抗排斥藥物在近年來仍有許多新的藥物問世，針對不同的免疫抑制機轉。目前可用於移植效果較顯著的藥物為T細胞的共同刺激阻斷，以及細胞素IL-6阻斷。
移植免疫的發展與日俱進，在基礎之作用機轉研究上，同時發展治療藥物。希望將來在現有的移植藥物基礎上，可以有比目前更好的排斥藥物組合，以延長移植器官之存活年限並改善病患之生活品質。