再生障碍性贫血患者的免疫学检测可提示，粒细胞减少，其碱性磷酸酶阳性率和阳性指数增加。淋巴细胞绝对值减少，T细胞、B细胞均减少，T8增加，T4/T8比值减少，甚至倒置。血清总蛋白与清蛋白含量均较正常减低，急性型患者的减低更为明显，且有y-球蛋白含量的减低。

免疫电泳测定显示各型再障患者的IgA减少。此外，淋巴因子也有变化，血清中IL-2、IL-2受体,干扰素-Y及肿瘤坏死因子增加（这些都对骨髓造血有抑制作用），表明淋巴细胞处于激活状态，因Tac抗原阳性淋巴细胞增多。

此外,还有自然杀伤细胞（NK细胞）减少，这些变化的原因未明。再障患者红细胞的免疫功能(C3b受体花环产率降低，免疫复合物花环率正常)降低，表明患者的体液及细胞免疫功能都有异常。

血小板相关抗体是针对自身血小板抗原而产生的一种自身抗体,可作为自身免疫性疾病的一个诊断指标，但特异性较差。有人研究发现在部分再障患者(30%)其水平是增高的，表明在这部分患者体内存在针对自身血小板抗原的自体免疫反应，这部分再障患者大多数存在有T细胞亚群异常，推测这种免疫反应的产生可能同异常T细胞亚群存在，从而导致错误性识别、呈递自身抗原有关。血小板相关抗体水平增高从一个侧面支持免疫因素在发病机制中起到了一定作用，为机体免疫细胞攻击造血细胞提供了一个直接证据。