二次免疫反应也叫二次免疫应答，是指身体免疫系统遭受第一次外来病原体入侵后，免疫系统会发生记忆效应，其特点是比较快速、高效地产生大量抗体，且抗体强度更强，持续时间也相对较长，可以帮助清除体外来源的微生物，在这种情况下，体内的免疫细胞起到了关键性的作用。
起关键作用的免疫应答细胞主要包括T淋巴细胞和B淋巴细胞，可识别抗原、微生物等产生应答，此时免疫细胞会活化，进而不断增殖、分裂。如T淋巴细胞，可进一步分化成调节性T细胞、效应性T细胞等多种亚型，而B淋巴细胞可分化出浆细胞，浆细胞是产生抗体的主要细胞 ，可迅速产生大量抗体，这些抗体可能会产生炎症因子，可在短时间内将抗原破坏、清除，整个过程就叫做二次免疫应答。
机体存在这种有效的免疫应答是为了维护身体内环境的稳定，属于获得性免疫，是针对某些抗原发生反应，机体在下一次受到同样的抗原刺激时，可产生更强烈的反应。