Az emberi szervezet legtöbb megbetegedését baktériumok, vírusok, illetve egysejtűek okozhatják. A mindennapi életben számtalan mikroorganizmus van jelen körülöttünk, amelyek szervezetünkbe is bejutnak. (Ezek nem mind kórokozók, vannak köztük számunkra hasznosak is, így például a bélflóra vagy a hüvelyflóra baktériumai.) Az, hogy a fertőzés valóban bekövetkezik-e, a mikroorganizmus természetétől és az emberi test védekezésétől függ. A szervezet fertőzés elleni védekezésének szereplői a természetes védőgátak - ilyen a bőr, a belek és a légutak felszínét borító nyálkahártyák -, illetve az immunrendszer nem specifikus és specifikus mechanizmusai. Nem specifikusak a védekezés első lépései: a láz és a kórokozó behatolásának helyén kialakuló gyulladás, ahova elsőként azok a fehérvérsejtek vándorolnak, amelyek képesek a kórokozók bekebelezésére. A specifikus mechanizmusok kifejezetten az adott kórokozó ellen irányulnak, ilyen az antitestes védekezés. A fertőzés elleni szerek segíthetik a szervezet természetes védekezését.
A fertőzés kimenetele többféle lehet. Ha a kórokozónak sikerül elszaporodnia, az a betegség teljes kifejlődéséhez vezet. Kialakulhat egyensúlyi állapot a védekező mechanizmusok és a kórokozó szaporodása között, ekkor idült fertőzésről beszélünk. Ha az immunrendszer győz, akkor a betegség gyógyul, és a szervezet védetté is válhat.
Védőoltások segítségével bizonyos baktériumokkal és vírusokkal szemben immunitás, azaz védettség érhető el. A betegséget nem okozó, de az adott kórokozóhoz egyébként hasonló oltóanyagra adott válaszként a szervezet az illető kórokozó felismerésére képes limfocitákat termel. Sok súlyos fertőző betegség ellen rendelkezik az orvostudomány hatásos védőoltással, de vannak olyanok is, amelyekre még nincs kidolgozva megfelelő oltóanyag - ilyen például az AIDS betegséget okozó HIV-vírus.