XX wieku prace Johna Marracka i jego współpracowników uszczegółowiły wiedzę na temat interakcji pomiędzy przeciwciałami i antygenami, jednak w tym czasie nadal uważano, że zjawiska immunoprecypitacji, aglutynacji i działanie antytoksyczne są wynikiem zupełnie różnych czynników występujących w surowicy. Dopiero w 1939 roku Elvin Abraham Kabat wykazał, że zjawiska te są skutkiem działania substancji o tych samych podstawowych właściwościach. Pierwszo- i drugorzędowa struktura przeciwciał została zbadana przez Geralda Edelmana i Rodneya R. Portera w latach 60., za co zostali oni uhonorowani Nagrodą Nobla.
W roku 1948 Astrid Fagraeus wykazała, że przeciwciała są produkowane przez limfocyty B. Przełomem w badaniach przeciwciał było opracowanie pod koniec lat 50. teorii selekcji klonalnej, która z jednej strony pokazała ich rzeczywiste znaczenie w odporności, z drugiej jednak wzmocniła zadawane jeszcze od czasów Ehrlicha pytanie: skąd bierze się tak duża liczba wariantów przeciwciał?