Es un grupo de síntomas causados por respuesta inmunológica tardía ante ciertos medicamentos o antisueros (inmunización pasiva con anticuerpos de un animal u otra persona).

El suero es la porción de líquido claro de la sangre que no contiene células sanguíneas pero sí contiene muchas proteínas, como los anticuerpos, los cuales se forman como parte de la respuesta inmunológica que protege al organismo contra las infecciones.

El antisuero es una preparación de suero que ha sido extraída de una persona o animal y que ya ha desarrollado inmunidad contra un microorganismo en particular, por lo que contiene anticuerpos contra el mismo. Se puede aplicar una inyección del antisuero (inmunización pasiva) cuando una persona ha estado expuesta a un microorganismo potencialmente peligroso contra el cual no ha sido inmunizada. Ésto brinda protección inmediata (aunque temporal), mientras la persona desarrolla su propia respuesta inmunológica contra la toxina o el microorganismo, como en el caso de los antisueros para la exposición al tétanos y la rabia.

La enfermedad del suero es una reacción de hipersensibilidad parecida a una alergia. El sistema inmunológico identifica mal una proteína contenida en el suero, confundiéndola con una sustancia potencialmente peligrosa (antígeno) y desarrolla una respuesta inmune contra el antisuero. Los anticuerpos se unen a la proteína del antisuero para crear partículas más grandes (complejos inmunes), los cuales se depositan en diversos tejidos, causando inflamación u otra variedad de síntomas. Debido a que el organismo necesita tiempo para producir anticuerpos para un antígeno nuevo, los síntomas no se desarrollan sino hasta un lapso de 7 a 21 días después de la exposición inicial al antisuero. Los pacientes pueden desarrollar síntomas entre 1 y 3 días si previamente han sido expuestos al agente desencadenante.

La exposición a ciertos medicamentos (en particular la penicilina) puede causar un proceso similar. A diferencia de otras alergias a medicamentos, que se desarrollan muy rápido una vez recibido el medicamento por segunda vez, la enfermedad del suero puede desarrollarse entre 7 y 21 días después de la primera exposición al medicamento. Es posible que las moléculas de los medicamentos se combinen con una proteína de la sangre antes de ser erróneamente identificadas como un antígeno.

Los productos sanguíneos pueden inducir también a la enfermedad del suero.

La enfermedad del suero es diferente al shock anafiláctico, el cual tiene una reacción inmediata con síntomas mucho más severos.