利用同位素標記的與未標記的抗原同抗體發生競爭性抑制反應的放射性同位素體外微量分析方法。又稱競爭性飽和分析法。1960年美國化學家R.S.耶洛和S.A.貝爾森提出此法，耶洛因此於1977年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
放射性標記抗原*Ag和未標記抗原（待測物）Ag與不足量的特異性抗體Ab競爭性結合，形成*Ag-Ab或Ag-Ab複合物。因為加入的*Ag和Ab的量是恆定的，當結合反應達到動態平衡後，若Ag量增多，生成的Ag-Ab量增多，*Ag-Ab生成量相對減少，游離的*Ag增多，即Ag與複合物的放射性成反比。反應達到平衡後，用有效的方法將*Ag-Ab和Ag-Ab複合物與游離的*Ag和Ag分離，測量其放射性，即可求得樣品中抗原Ag的含量。
常用於標記抗原的放射性同位素有3H、125I、131I等。3H可以置換有機化合物中的氫，不影響原有化學性質，且半衰期長和能量低，便於防護。125I和131I原子的化學性質比較活潑，標記方法簡便，多肽、蛋白質與小分子半抗原均可進行碘標記。一些不能直接用碘標記的半抗原，通過接上一個酪氨酸亦可用碘標記之。
放射免疫分析法是將檢測放射性的高靈敏度與抗體抗原結合反應的驚人的特異性結合在一起的微量分析法，優點是靈敏、特異、簡便易行、用樣量小，常可測至皮摩爾量。本法的缺點是有時會出現交叉反應、假陽性反應、組織樣品處理不夠迅速，不能滅活降解酶和鹽，有時會影響結果等。
放射免疫分析法在內分泌學中用以測定胰島素、生長激素、甲狀旁腺激素、血管緊張素、催化素、黃體化激素、促卵泡成熟激素、前列腺素等，以鑑別、診斷、研究激素的生理和藥理作用，以及研究激素和受體結合的機理。在傳染病學方面廣泛用於B型肝炎抗原的亞型分類測定。在臨床免疫學上測定免疫球蛋白G、免疫球蛋白E及抗脫氧核糖核酸抗體、甲狀腺球蛋白抗體、類風濕因子、補體及抗食物抗原抗體。在腫瘤學方面用於測定癌胚抗原、血纖維蛋白溶酶原、葉酸、維生素B12以及血纖維蛋白原和血纖維蛋白降解產物。在藥理學方面可以測定嗎啡、氯丙嗪、苯妥英納、慶大黴素、地高辛、茶鹼等，是檢測藥物中毒和藥物代謝的一個比較迅速和簡便的方法。
為了克服使用放射性標記物所引起的問題，在放射性免疫分析法的基礎上，又開發了一些其他非放射性標記的免疫分析方法，主要有酶免疫分析法、化學發光免疫分析法、生物發光免疫分析法和螢光免疫分析法。這些方法分別使用酶、化學發光組分、生物發光組分與螢光基團做免疫標記。
