Los invertebrados son animales pluricelulares carecen de columna vertebral o notocorda, de esqueleto interno articulado y constituyen el subfilo más numeroso del reino animal  en el que se incluyen: Artrópodos (arácnidos, insectos, miriápodos, crustáceos), Moluscos  (almejas, calamares, pulpos, caracoles), Poríferos (esponjas), Celenterados (medusas corales, pólipos) Equinodermos (estrellas de mar, erizos de mar) Platelmintos (gusanos planos y parásitos), Nematodos (gusanos cilíndricos), Anélidos (lombrices de tierra, sanguijuelas)

Para explicar la complejidad y variabilidad inmunológica de los invertebrados debemos contemplar cuál es su origen: La aparición de animales pluricelulares es el fruto de la asociación de varios tipos de células, con ello aparece la especialización y, entre las especializaciones, se desarrollan las células especializadas en funciones defensivas del organismo que se conocen con el nombre de celomocitos , si el invertebrado tiene cavidad celómica, o hemocitos si carece de ellas. Por tanto los celomocitos y los hemocitos son la novedad filogenética, que la aparición de los invertebrados aporta al desarrollo, del sistema inmunitario.
Algunos mecanismos presentes en los protozoos se mantienen en los invertebrados (calcificación y melanización) y aparecen nuevas substancias como las pentraxinas que pueden ser consideradas novedosas en los invertebrados y precursoras filogenéticas de las inmunoglobulinas de los vertebrados.
1) Barreras fisicoquímicas
a) El exoesqueleto de los artrópodos está compuesto por el polisacárido quitina, un polímero formado por cadenas rectas y simples (no ramificadas) de N-acetil-2-D-glucosamina, un monosacárido que incluye nitrógeno en su composición. Esta capa, segregada por la hipodermis, puede contener carbonato cálcico (crustáceos, cangrejos, langostas) y depósito de productos de excreción que en ocasiones tienen función antimicrobiana como en el caso de cecropina y la drosomicina aisladas en insectos.
b) Excreciones gelatinosas como las secreciones mucosas de  anélidos y moluscos compuestas de mucoplisacaridos que puede contener además péptidos antibacterianos, enzimas (lisozima) y glicoproteinas.

 
a) Fagocitosis basada en la actividad de los celimocitos o hemocitos ya citados anteriormente. Estas células actúan mediante 3 procesos: quimiotaxis (aproximación) reconocimiento (adherencia), y activación de las hidrolasas (digestión en sus lisosomas). Esta actividad es transmitida durante la evolución a los macrófagos de los vertebrados.
b) Encapsulación de patógenos por la formación de una envoltura multicelular de celomocitos y depósitos de melanina (recuerdo del mecanismo de defensa de los protozoos unicelulares)
c) Formación de nódulos como evolución del proceso previo de encapsulación 
d) Reconocimiento de componentes propios y extraños ejercida por una subpoblación de celomocitos o hemocitos que serían los precursores de los linfocitos (Tc y T) en los animales pluricelulares vertebrados.
e) Citoxicidad derivada del lisado de las células transformadas por parte de los celomocitos o hemocitos. Esta actividad seria la precursora de las células natural killer (NK) en los animales pluricelulares vertebrados.

3) Respuesta preserológica de compuestos solubles
a) Opsoninas que recubren los agentes extraños y facilitan la fagocitosis
b) Aglutininas que producen la aglutinación de los agentes extraños. Por ejemplo taquilepsina presente en el suero sanguíneo de Limulus polyphemus.
c) Lisinas entre ellas la lisozima que producen rotura de estructuras extrañas 
d) Péptidos cíclicos y lineales
e) Pentraxinas de tipo proteínico que pueden ser consideradas los ancestros de las inmunoglobulinas de los vertebrados