Przeciwciała poliklonalne mają wiele zastosowań medycznych i są powszechnymi składnikami leków przeciwjadowych, antytoksynowych i przeciw odrzuceniu przeszczepu. Przeciwciała są również często wykorzystywane w diagnostycznych testach laboratoryjnych oraz w badaniach. Są często używane ze względu na ich zdolność do wiązania się lub neutralizowania określonego białka.
Antytoksynę można wytworzyć przy użyciu przeciwciał poliklonalnych. Zwierzę otrzymuje zastrzyki z niewielkiej ilości określonego jadu, po czym zwierzę wytwarza przeciwciała, które atakują i neutralizują jad. Taki przebieg leczenia może trwać kilka miesięcy, ale po wykryciu wystarczającej liczby przeciwciał w krwiobiegu zwierzęcia technicy pobierają krew. Krew bogata w przeciwciała jest poddawana separacji, oczyszczaniu i dalszej obróbce w celu wyizolowania przeciwciał poliklonalnych, które można następnie wykorzystać do leczenia ukąszeń określonych gatunków.
W podobny sposób można wytwarzać antytoksynę lub antysurowicę. Laboratoria wstrzykują zwierzętom niewielkie ilości określonego organizmu, który wytwarza reakcję przeciwciał poliklonalnych neutralizujących toksynę. Pobrana krew jest następnie wykorzystywana jako antytoksyna w różnych chorobach, takich jak zatrucie jadem kiełbasianym czy tężec. Można również użyć krwi osób, które zarażą się i przeżyją choroby wywołane przez drobnoustroje. Na przykład antysurowica od pacjentów, którzy przeżyli, jest często stosowana w leczeniu eboli.
Środki indukujące lub zapobiegające odrzuceniu zostały również opracowane z przeciwciał zarówno monoklonalnych, jak i poliklonalnych pochodzących od osobników zwierzęcych. Preparaty te są zazwyczaj podawane bezpośrednio po operacji przeszczepu. Przeciwciała w surowicy atakują i atakują komórki T wytwarzane we krwi pacjentów po przeszczepie. Kiedy czynnik napotka komórkę T, przeciwciała w surowicy niszczą lub konsumują komórkę, hamując odrzucenie narządu i tkanki. Badania wskazują, że pacjenci otrzymujący środki indukcyjne zawierające te przeciwciała doświadczają mniej skutków ubocznych w porównaniu z tymi, którzy otrzymują preparaty wykonane z przeciwciałami monoklonalnymi.
Laboratoria często wykorzystują przeciwciała poliklonalne do wykrywania chorób w próbkach krwi lub tkanek. Przeciwciała wiążą się z powierzchniowymi antygenami wirusów lub komórek rakowych, a to działanie wiążące jest zwykle widoczne pod mikroskopem. Takie testy są używane do ostatecznego diagnozowania niektórych rodzajów zapalenia mózgu, HIV i boreliozy.
Tę samą technikę można zastosować do wykrywania raka. Na przykład test antygenu specyficznego dla prostaty (PSA) łączy krew pacjentów z przeciwciałami poliklonalnymi w celu identyfikacji komórek rakowych. Naukowcy wykorzystują również przeciwciała do oceny komunikacji i interakcji komórek. Stosując tę metodę, naukowcy mogą być w stanie określić różnicę między aktywnością komórkową w normalnych warunkach a poddaną procesom chorobowym.