再生障礙性貧血患者的免疫學檢測可提示， 粒細胞減少， 其鹼性磷酸酶陽性率和陽性指數增加。 淋巴細胞絕對值減少， T細胞、B細胞均減少， T8增加， T4/T8比值減少， 甚至倒置。 血清總蛋白與清蛋白含量均較正常減低， 急性型患者的減低更為明顯， 且有y-球蛋白含量的減低。
免疫電泳測定顯示各型再障患者的IgA減少。 此外， 淋巴因數也有變化， 血清中IL-2、IL-2受體,干擾素-Y及腫瘤壞死因數增加（這些都對骨髓造血有抑制作用）， 表明淋巴細胞處於啟動狀態， 因Tac抗原陽性淋巴細胞增多。
此外,還有自然殺傷細胞（NK細胞）減少， 這些變化的原因未明。
血小板相關抗體是針對自身血小板抗原而產生的一種自身抗體,可作為自身免疫性疾病的一個診斷指標， 但特異性較差。 有人研究發現在部分再障患者其水準是增高的， 表明在這部分患者體內存在針對自身血小板抗原的自體免疫反應， 這部分再障患者大多數存在有T細胞亞群異常， 推測這種免疫反應的產生可能同異常T細胞亞群存在， 從而導致錯誤性識別、呈遞自身抗原有關。 血小板相關抗體水準增高從一個側面支持免疫因素在發病機制中起到了一定作用， 為機體免疫細胞攻擊造血細胞提供了一個直接證據。
