De onderzoekers besteden hierbij aandacht aan de manier waarop de cellen van het immuunsysteem met elkaar communiceren en hoe ze reageren op ziekteverwekkers en op lichaamseigen cellen. Hierbij spelen, onder andere, speciale signaalmoleculen op het oppervlak van deze cellen een rol. Ook de processen die binnenin de cellen van het immuunsysteem plaatsvinden worden onderzocht.
Vanuit diverse invalshoeken, waaronder biochemische, moleculair biologische, celbiologische en dierexperimentele benaderingen, wordt deze thematiek bestudeerd. Doel is het inzicht te vergroten in de wijze waarop het immuunsysteem werkt en dit te gebruiken in toegepast klinisch onderzoek.
Het meeste onderzoek gebeurt met behulp van in vitro modellen: in celkweek systemen worden bepaalde mechanismen die bijdragen aan het reguleren van het immuunsysteem onderzocht. Het is nog niet mogelijk onderzoek geheel zonder het gebruik van proefdieren te verrichten. Het proefdieronderzoek wordt vooral ingezet om te testen of een hypothese of veronderstelling die is gebaseerd op uitgebreid in vitro onderzoek ook geldt in het intacte lichaam. Als er bijvoorbeeld in de in vitro modellen voor de bloed-hersen barrière een goede manier ontdekt wordt om ontstekingscellen tegen te houden, wordt de therapeutische waarde getest in een diermodel voor Multiple Sclerose (MS). Zo zijn er ook modellen voor chronische darmontsteking en kanker.
De afdeling Moleculaire Celbiologie en Immunologie werkt niet met grote proefdieren, maar alleen met ratten en muizen. Voor alle dierexperimenten wordt goedkeuring door de Dierexperimentele commissie (DEC) aangevraagd. Binnen de afdeling wordt ernaar gestreefd proefdiergebruik te verminderen en hiertoe is dan ook een project opgestart.