食物和免疫之间最简单、最直接的纽带是蛋白质。没有足够的蛋白质，免疫反应会受到影响，感染和炎症的潜在风险会增加。免疫系统依赖于基于蛋白质的保护体如抗体、淋巴细胞（如t细胞），白细胞以及其他的辅助细胞和化合物。但碳水化合物和脂类食物也有它们的用处。
肥胖，营养不良的一种形式，是导致各种慢性疾病的风险因素，包括心脑血管疾病、癌症和2型糖尿病。这些疾病的发病机理都是炎症。营养不良会使免疫系统受到影响的同时，过量的热量摄入会导致肥胖，身体更容易发炎。并且肥胖会导致身体处于慢性的，长期的发炎状态。身体脂肪的过量积累—脂肪组织—是破坏新陈代谢状态的关键因素。
脂肪组织不仅仅是一种能量的储存方式，它还是一组动态细胞，参与各种生理和病理的调控过程，包括免疫和炎症。脂肪组织释放到血液循环的化学物质能控制食物摄入，能量平衡，胰岛素动态，脂肪和葡萄糖代谢，以及其组织本身增长所需的血管的生长和分布。
Omega-6和omega-3脂肪酸是类花生酸的前体，后者在免疫反应中起着重要的作用。Omega-3产生的类花生酸能减少炎症的标志物：c反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（il-6）、肿瘤坏死因子-a（TNFa）。反式脂肪酸能增加这些标志物。一些研究显示增加水果和蔬菜的摄入量能降低CRP。
一个地标性的关于女性的健康研究发表在2008年的《美国临床营养学杂志》（American Journal of Clinical Nutrition）上，表明血液中β-胡萝卜素--维生素A在植物中的存在形式-和α--胡萝卜素，一种相关的抗氧化剂，它的浓度越高， CRP的水平就会低。对于肥胖人群，这些脂溶性的胡萝卜素往往存在于脂肪组织，因此在血液循环中的浓度就低。
维生素C是对免疫系统很重要。一些研究显示，肥胖人群血浆中维生素C的水平越高， CRP水平越低。在一些研究中，补充维生素C能减少血浆CRP水平。在妇女健康研究中，镁（Mg）摄入量越高，血浆CPR，il-6，TNFa的水平越低。这种效果不适用于水果，蔬菜和高纤维食物等富含镁的食物。其它具有抗氧化活性的必需营养素，如维生素E、锌和硒，也有助于提高免疫功能。
一类叫做黄酮类的植物化学物质存在于水果和蔬菜，以及香草、巧克力、茶和深色莓类中。其中很多是很强的抗氧化剂。在观察性研究中，例如具有里程碑意义的“护士健康研究”，发现富含黄酮类的食物与低炎症标志物有关。
在豆类和许多种子中发现的植物雌激素，是一种已知的抗炎药。虽然一些研究证明其能减少炎症标志物，但这些结果不具有一致性。不过，在许多已确定有益的豆类和种子中，有一些至少能间接地增强免疫功能，尤其是大豆。
也许，在关于食品和免疫的研究中，最有趣的一个方向是益生菌的科学研究了。它是“友好”的细菌，有益于肠道健康。益生菌，以及益生元，即促进它们生长的不被消化的可溶性膳食纤维，与整体的肠道健康有关。肠道健康是免疫防御的关键组成部分。
饮食和免疫之间的关系是高度复杂的，就像肥胖和免疫之间的关系。对脂肪组织作为一个活跃的免疫器官的认可，能够增强我们对营养和免疫系统之间关系的理解。新兴的配料及其研究的前景意味着配方人员能够开发出针对免疫功能的食物。
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