O diagnóstico serológico baseia-se normalmente na demonstração da presença de anticorpos específicos contra antigénios específicos ou de biomarcadores que actuam como substitutos dos processos que ocorrem durante a evolução da doença. São amplamente utilizados para o rastreio de produtos sanguíneos quanto ao risco de determinadas infecções crónicas, avaliação do estado imunitário e necessidade de tratamentos profilácticos. São também amplamente utilizados em estudos epidemiológicos, na determinação da imunidade induzida por vacinas e noutros objectivos de saúde pública semelhantes. O exame serológico é necessário para estabelecer o diagnóstico definitivo quando os exames subjetivo e objetivo revelam semelhanças. Além disso, a interpretação adequada dos resultados laboratoriais também pode ser uma consideração importante antes da prescrição de qualquer terapia, especialmente em pacientes com alto risco de recorrência para reduzir o risco de transmissão. Várias tecnologias ómicas, como a proteómica, a metabolómica, a panómica salivar, a transcriptómica, a genómica do cancro, etc., têm sido utilizadas para saber mais sobre a progressão da doença, o diagnóstico e também para fins terapêuticos.