By przetrwać tę próbę sił, przez miliony lat oddzielne mechanizmy ewoluowały, aby skutecznie rozpoznawać i przeciwdziałać patogenom. Każdy prosty organizm jednokomórkowy, na przykład bakteria posiada układ enzymów ochraniających go przed infekcją wirusową. Inne podstawowe mechanizmy odpornościowe ewoluowały w dawnych eukariontach i pozostały w ich współczesnych descendentach, między innymi roślinach, rybach, gadach i owadach. Te mechanizmy zawierają peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP, od ang. antimicrobial peptides), np. defensyny. Natomiast bardziej zaawansowane mechanizmy rozwinęły się stosunkowo niedawno z ewolucją kręgowcówBeck, Gregory; Gail S. Habicht (November 1996). „Immunity and the Invertebrates (PDF)”. Scientific American: 60–66. Wyszukane 2007-01-01.. Układy odpornościowe kręgowców, w tym człowieka, składają się z wielu rodzajów białek, komórek, tkanek i narządów, które oddziałują na siebie w złożonym i dynamicznym systemie. Jako część tej bardziej złożonej odpowiedzi odpornościowej, układ kręgowców cały czas przystosowuje się do bardziej skutecznego rozpoznawania poszczególnych patogenów. Ten proces adaptacji prowadzi do powstania pamięci immunologicznej i pozwala na jeszcze skuteczniejsze wykrywanie poznanych już patogenów podczas przyszłych starć z nimi.