İmmünohistokimya , immün boyamanın en yaygın kullanıldığı bir alandır. Dokulardaki antijenlere spesifik olarak bağlanan antikorlar ilkesinden yararlanılarak yapılır. Doku kesitinde bulunan hücrelerdeki antijenleri seçici olarak tanımlama sürecini içerir.

İmmünohistokimyasal boyama, kanserli dokuda bulunan anormal hücrelerin teşhisinde, bazen de özelliklerinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu şekilde birbirine benzeyen ama tedavileri birbirinden tamamen farklı olabilen tümörlerin tiplendirmesinin doğru yapılması sağlanır. Tümör ayırıcı tanısında, hücre kökenine yönelik uygulanan boyamalar sonucunda, tümörlerin hangi hücre tipinden köken aldığı anlaşılabilir. Bazı tümör tiplerinde tedaviyi yönlendirmek için immünhistokimya uygulanması gereklidir.