人們對旋毛蟲感染的免疫學進行了大量研究, 發現在所有感染旋毛蟲的動物中, 除先天無胸腺裸鼠外, 均可產生一定的免疫力, 對再感染有較顯著的抵抗力, 表現為腸道內幼蟲發育障礙, 成蟲發育不良, 生殖能力減弱和早期排蟲, 從而減少肌肉內幼蟲的數量。 動物實驗證明, 這種保護性免疫力的產生依賴於T細胞, 旋毛蟲誘發宿主產生保護性免疫力的功能性抗原屬胸腺依賴性抗原。
人及動物感染旋毛蟲後, 血清中免疫球蛋白濃度增加, 形成特異性IgG、IgM、IgA、IgE抗體, 抗體具有期特異性。 IgG是最具有保護作用的抗體類別。
嗜酸性粒細胞:可能作為主要的免疫效應細胞而發揮作用, 其作用主要限於旋毛蟲的幼蟲階段。 補體可增強嗜酸性粒細胞的殺傷作用。