Wrodzony układ odpornościowy jest pierwszą linią obrony organizmu przed infekcją drobnoustrojami, takimi jak wirusy, bakterie i pasożyty. Ta gałąź układu odpornościowego jest określana jako wrodzona, ponieważ jest aktywowana natychmiast po infekcji, aby bronić się przed wszystkimi patogenami. W przeciwieństwie do tego, nabyty układ odpornościowy, druga linia obrony organizmu, jest znacznie bardziej specyficzną reakcją, której zbudowanie wymaga czasu. Wrodzony układ odpornościowy składa się z wielokierunkowego ataku, który obejmuje fizyczne bariery dla infekcji, komórki odpornościowe i cząsteczki białka zwane dopełniaczem i cytokinami.
Spośród fizycznych barier infekcji najważniejsza jest skóra. Nienaruszona skóra jest odporna na większość inwazyjnych patogenów, a dodatkowe mechanizmy, takie jak pocenie się, pomagają wypłukać ze skóry bakterie i wirusy. Podobnie łzy, śluz i ślina wypłukują patogeny z oczu i nosogardzieli. Przewód pokarmowy jest również częścią wrodzonego układu odpornościowego. Mechanizmy obronne w tej lokalizacji obejmują kwasowość przewodu pokarmowego, enzymy trawiące materię organiczną oraz białka przeciwbakteryjne zwane defensynami.
Kiedy czynnik zakaźny jest w stanie ominąć lub znieść te fizyczne bariery, pierwszą reakcją wrodzonego układu odpornościowego jest reakcja zapalna. Ta odpowiedź jest stymulowana przez uwalnianie zapalnych substancji chemicznych przez uszkodzone lub umierające komórki. Zapalenie może być wywołane nie tylko infekcją, ale także urazem. Jednak w przypadku infekcji, w połączeniu ze stanem zapalnym, uruchamiane są dodatkowe mechanizmy obronne. Obejmują one zarówno reakcje komórkowe, jak i chemiczne.
Obecność patogenów w miejscu zapalenia powoduje uwalnianie dużej liczby różnych substancji chemicznych, z których niektóre po prostu promują stan zapalny, a inne pełnią inne role. W odpowiedzi na obecność białek bakteryjnych uruchamiana jest kaskada chemiczna zwana układem dopełniacza. Jest to łańcuch reakcji chemicznych obejmujący dużą liczbę różnych białek. Zakończenie kaskady dopełniacza pomaga zabijać inwazyjne bakterie, a także rekrutuje więcej komórek odpornościowych do miejsca infekcji.
W miejscu zakażenia wytwarzane są również inne substancje, takie jak laktoferyna, transferyna i lizozym. Laktoferyna i transferyna wiążą dostępne żelazo, aby ograniczyć jego dostępność dla bakterii, podczas gdy lizozym pomaga niszczyć bakterie, rozbijając ich ściany komórkowe. Produkowane są również specyficzne dla układu odpornościowego substancje chemiczne zwane cytokinami. Należą do nich interferony, które pomagają zmniejszyć tempo replikacji wirusa, oraz interleukina-1, która zwiększa skuteczność reakcji dopełniacza.
Podczas gdy te reakcje chemiczne rozwijają się, komórki wrodzonego układu odpornościowego, w tym neutrofile, makrofagi i komórki NK, również mają do odegrania swoje role. Komórki te są rekrutowane do miejsca infekcji przez cytokiny i inne białka sprzyjające zapaleniu. Wszystkie trzy typy komórek walczą z inwazyjnymi patogenami, ale robią to za pomocą różnych mechanizmów. Neutrofile i makrofagi zabijają poprzez pochłanianie komórek bakteryjnych i ich trawienie, podczas gdy komórki naturalne zabijają komórki zakażone wirusami. Makrofagi biorą również udział w wyzwalaniu odporności nabytej, która rozwija się w odpowiedzi na ciągłą infekcję.