Bij type I-overgevoeligheidsreacties zijn antilichamen (met name IgE-antilichamen) niet gebonden aan gastheercellen. In plaats daarvan zijn ze gebonden aan receptoren met hoge affiniteit (FcεRI) op het oppervlak van mestcellen en basofielen. Wanneer een allergeen zich aan deze IgE-gebonden receptoren bindt, veroorzaakt het de afgifte van ontstekingsmediatoren zoals histamine, leukotriënen en cytokines, wat leidt tot de symptomen van een allergische reactie.

Bij type II- en type III-overgevoeligheidsreacties zijn antilichamen daarentegen direct betrokken bij het beschadigen van gastheercellen. Bij type II-overgevoeligheid binden IgG- of IgM-antilichamen zich aan antigenen op het oppervlak van gastheercellen, waardoor het complementsysteem wordt geactiveerd en cellyse plaatsvindt. Bij type III-overgevoeligheid worden immuuncomplexen (samengesteld uit antigenen en antilichamen) in weefsels afgezet en activeren ze het complementsysteem, wat leidt tot ontstekingen en weefselschade.