感染に対する宿主の防御機構としては以下のものがある：
バリア機構（例，皮膚，粘膜）
非特異的な免疫応答（例，食細胞［好中球，マクロファージ］とその産生物）
特異的な免疫応答（例，抗体，リンパ球）
（免疫系の概要も参照のこと。）
感染に対するバリア機構
皮膚
皮膚は通常，物理的な破綻（例，媒介節足動物，損傷，静脈カテーテル，外科的切開による）が生じない限り微生物の侵入を阻止する。例外として以下のものがある：
ヒトパピローマウイルス（正常な皮膚から侵入でき，疣贅を引き起こす）
粘膜
多くの粘膜は抗菌作用のある分泌物で覆われている。例えば，頸管粘液，前立腺液，涙液にはリゾチームが含まれており，それが細菌（特にグラム陽性菌）の細胞壁中にあるムラミン酸の結合を切断するが，グラム陰性細菌は外膜のリポ多糖体により保護されている。
局所の分泌物には，免疫グロブリン（主としてIgGおよび分泌型IgAであり，宿主細胞への微生物の付着を阻止する）のほか，多くの微生物にとって不可欠な物質である鉄と結合するタンパク質も含まれている。
気道
気道では上気道がフィルター機能を果たしている。侵入微生物が気管気管支まで侵入すると，粘膜線毛上皮が微生物を肺から排除しようとする。咳嗽も微生物の除去を補助する。微生物が肺胞まで侵入した際には，肺胞マクロファージと組織球が微生物を貪食する。しかしながら，侵入する微生物の数が多かったり，空気汚染物質（例，タバコ煙）によって有効性が低下したり，防御機構への妨害（例，気管挿管，気管切開）があったり，先天異常（例，嚢胞性線維症）があったりすると，これらの防御機構は破られることがある。
消化管
消化管のバリア機構としては，胃の酸性pHや膵酵素，胆汁，および腸管分泌物の抗菌作用などがある。
蠕動運動と腸上皮細胞の生理的脱落は微生物の除去に働く。蠕動が緩慢になると（例，ベラドンナやアヘンアルカロイドなどの薬物による），この除去作用が遅れ，症候性細菌性赤痢およびClostridioides difficile関連下痢症などの一部の感染症が遷延する。
消化管の防御機構が損なわれた患者は，特定の感染症にかかりやすくなる（例，無酸症はSalmonella，Campylobacter，C. difficile感染症の素因となる）。
腸内常在菌叢には病原体を阻害する働きがあり，抗菌薬によって腸内常在菌叢に変化が生じると，元来病原性を有する微生物（例， Salmonella Typhimurium）の異常増殖，C. difficileの異常増殖および毒素産生，または通常は共生関係にある微生物（例，Candida albicans）との重複感染が起きることがある。
泌尿生殖器
泌尿生殖器のバリア機構としては，男性の尿道の長さ（20cm），女性の腟の酸性pH，腎髄質の高浸透圧状態，尿中尿素濃度などがある。
また腎臓では，Tamm-Horsfallムコタンパク質が大量に産生および分泌されており，このタンパク質が特定の細菌に結合することにより，無害な除去が促進される。
非特異的免疫応答（自然免疫応答）
サイトカイン（インターロイキン1および6，腫瘍壊死因子α，インターフェロンγなど）は主としてマクロファージと活性化リンパ球によって産生され，原因微生物にかかわらず発現する急性期反応を媒介する。この反応には発熱と骨髄による好中球産生の増大が伴う。内皮細胞も大量のインターロイキン8を産生して好中球を引き寄せる。
この炎症反応は免疫系の構成要素を損傷または感染部位に動員し，血液供給の増加と血管透過性の亢進をもたらすことにより，走化性ペプチド，好中球，および単核球が血管内から漏出できるようにする。
微生物の拡大は食細胞（例，好中球およびマクロファージ）による取り込みによって制限される。食細胞は走化性により微生物に引き寄せられ，それらを取り込むと，その内部で微生物の分解を補助するライソゾーム酵素が放出される。過酸化水素などの酸化物が食細胞によって産生され，それにより貪食された微生物は死滅する。好中球の量的欠乏や質的欠陥により感染が生じた場合（例，慢性肉芽腫症），その感染は通常遷延性かつ反復性となり，抗菌薬に対する反応は遅延する。原因となる病原体は通常，ブドウ球菌，グラム陰性菌，および真菌である。
特異的免疫応答（適応免疫応答）
宿主の遺伝因子
多くの病原体にとって，宿主の遺伝子構成は宿主の易感染性や，その結果としての発症や死亡の頻度に影響を及ぼす因子となる。例えば，終末補体（C5～C8，おそらくC9）の欠損がある患者では，ナイセリア属細菌（例，髄膜炎菌，淋菌）に対する易感染性が高くなる。
