In der Infektionsserologie werden stets spezielle Anforderungen zum Nachweis von Antigenen oder Antikörpern gegen virale, bakterielle oder parasitäre Erreger gestellt. Für den Nachweis von Antikörpern oder Antigenen sind verschiedene Techniken wie ELISA, Blot oder Immunfluoreszenz gebräuchlich (siehe einzelne Untergruppen).
Als Probenmaterial wird Serum, Plasma und bei einigen Nachweisen auch Liquor verwendet. Bei klinischem Verdacht auf eine akute Infektion ist stets die Untersuchung einer gepaarten Probe ca. 2-4 Wochen nach der Erstuntersuchung sinnvoll. Dadurch können Titerbewegungen oder Antikörperkonversionen erfasst werden. Bei einigen wenigen Indikationen (z. B. Neuroborreliose oder Neurosyphilis) ist die Verwendung einer gepaarten Serum-/ und Liquorprobe sinnvoll.