In erster Linie denkt man, dass sezernierte anti-parasitäre Ak der Immunglobulinklasse A wichtig seien. Dies schliesst man aus dem Befund, dass bei Menschen mit einer Hypogammaglobulinämie, einem genetischen Defekt, der die Ak-Bildung unmöglich macht, lange und schwere Lamblien-Infektionen beobachtet werden. Damit es zu einer lokalen intestinalen Immunantwort kommt, müssen Antigene von speziellen Zellen des Darms aufgenommen, von Antigen-präsentierenden Zellen prozessiert und von T-Zellen erkannt werden. T-Zellen scheinen wichtig zu sein, steigt doch bei einer Therapie mit Kortikosteroiden die Anzahl der Parasiten im Darm.
Immunologische Resultate stammen in erster Linie von Labormodellen, einerseits von G. muris in der Labormaus und G. lamblia in Wüstenratten.