Τα πολυκλωνικά αντισώματα έχουν μεγάλη ποικιλία ιατρικών χρήσεων και είναι κοινά συστατικά αντιδηλωτικών, αντιτοξινών και φαρμάκων κατά της απόρριψης μεταμοσχεύσεων. Τα αντισώματα χρησιμοποιούνται επίσης συχνά σε διαγνωστικές εργαστηριακές δοκιμές και για έρευνα. Συχνά χρησιμοποιούνται για την ικανότητά τους να δεσμεύονται ή να εξουδετερώνουν μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη.
Το αντιδηλωτικό μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας πολυκλωνικά αντισώματα. Σε ένα ζώο χορηγούνται ενέσεις μικρών ποσοτήτων συγκεκριμένου δηλητηρίου, μετά από τις οποίες, το ζώο παράγει αντισώματα που επιτίθενται και εξουδετερώνουν το δηλητήριο. Αυτή η πορεία θεραπείας μπορεί να εκτείνεται σε μήνες, αλλά αφού δημιουργηθεί επαρκής αριθμός αντισωμάτων στην κυκλοφορία του αίματος του ζώου, οι τεχνικοί εξάγουν το αίμα. Το πλούσιο σε αντισώματα αίμα υφίσταται διαχωρισμό, καθαρισμό και περαιτέρω επεξεργασία για την απομόνωση των πολυκλωνικών αντισωμάτων, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία δαγκωμάτων από συγκεκριμένα είδη.
Η αντιτοξίνη, ή αντιορός, μπορεί να παρασκευαστεί με παρόμοιο τρόπο. Τα εργαστήρια εγχέουν στα ζώα μικρές ποσότητες συγκεκριμένου οργανισμού, ο οποίος παράγει μια απόκριση πολυκλωνικού αντισώματος που εξουδετερώνει την τοξίνη. Το εξαγόμενο αίμα χρησιμοποιείται στη συνέχεια ως αντιτοξίνη για διάφορες ασθένειες, όπως η αλλαντίαση και ο τέτανος. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί το αίμα ατόμων που προσβάλλονται και επιβιώνουν από ασθένειες που προκαλούνται από μικρόβια. Για παράδειγμα, αντιορός από επιζώντες ασθενείς χρησιμοποιείται συχνά ως θεραπεία για τον Έμπολα.
Παράγοντες επαγωγής ή κατά της απόρριψης έχουν επίσης αναπτυχθεί τόσο από μονοκλωνικά όσο και από πολυκλωνικά αντισώματα που προέρχονται από ζώα. Αυτά τα σκευάσματα γενικά χορηγούνται αμέσως μετά τη χειρουργική επέμβαση μεταμόσχευσης. Τα αντισώματα στον ορό στοχεύουν και επιτίθενται στα Τ-κύτταρα που παράγονται στο αίμα των ασθενών με μεταμόσχευση. Όταν ο παράγοντας συναντά ένα Τ-κύτταρο, τα αντισώματα στον ορό καταστρέφουν ή καταναλώνουν το κύτταρο, αναστέλλοντας την απόρριψη οργάνων και ιστών. Μελέτες δείχνουν ότι οι ασθενείς που λαμβάνουν επαγωγικούς παράγοντες που περιέχουν αυτά τα αντισώματα παρουσιάζουν λιγότερες παρενέργειες σε σύγκριση με εκείνους που λαμβάνουν σκευάσματα που παρασκευάζονται με μονοκλωνικά αντισώματα.
Τα εργαστήρια χρησιμοποιούν συχνά πολυκλωνικά αντισώματα για την ανίχνευση ασθενειών σε δείγματα αίματος ή ιστών. Τα αντισώματα συνδέονται με τα επιφανειακά αντιγόνα ιών ή καρκινικών κυττάρων και αυτή η δεσμευτική δράση είναι συνήθως ορατή με μικροσκοπικό έλεγχο. Τέτοιες εξετάσεις χρησιμοποιούνται για την οριστική διάγνωση ορισμένων τύπων εγκεφαλίτιδας, HIV και νόσου του Lyme.
Η ίδια τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση του καρκίνου. Για παράδειγμα, η δοκιμή ειδικού προστατικού αντιγόνου (PSA) συνδυάζει το αίμα ασθενών με πολυκλωνικά αντισώματα με σκοπό την ταυτοποίηση των καρκινικών κυττάρων. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν επίσης αντισώματα για να αξιολογήσουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να προσδιορίσουν τη διαφορά μεταξύ της κυτταρικής δραστηριότητας υπό κανονικές συνθήκες και όταν υποβάλλονται σε διαδικασίες ασθένειας.