A monoklonális (azaz azonos epitópot felismerő régióval rendelkező) ellenanyagok alkalmazása igen sokrétű. Legnagyobb jelentőségük talán a rosszindulatú daganatok kimutatásában, illetve a tumorsejtek elpusztításában van. Fontosak ugyanakkor a széles körben elterjedt, monoklonális antitest alapú diagnosztikai módszerek is - ezek közül a terhességi gyorstesztek a legismertebbek. Mindemellett fehérjék tisztítására használják őket, és sok esetben az orvosbiológiai kutatások elengedhetetlen tartozékai. Előállításukra különféle lehetőségek állnak a szakemberek rendelkezésére.

A monoklonális antitestek legfőbb forrása az úgynevezett hibridóma technológia. Ennek során az adott antigénnel aktivált, antitesttermelő immunsejteket (a B-limfocitákat) halhatatlan, gyorsan osztódó tumorsejt- (myeloma: elrákosodott nyiroksejt) kultúrával keverik. A megfelelő kémiai komponensek adagolását követően kialakuló immunsejt-tumorsejt hibrideket elválasztják a többi sejttől, majd külön kultúrában szaporítják és tisztítják azokat. Általában mind az aktivált immunsejteket, mind a tumorsejteket egerekből izolálják.

A hibridóma technológia hátránya, hogy alkalmazásához elengedhetetlen az állatok immunizálása, azaz szervezetükben az immunválasz kiváltása a megfelelő antigénnel szemben. A különféle kombinatorikus technológiák felhasználásával azonban ez kiküszöbölhető: a kutatás céljaira legmegfelelőbb antitest kiválasztására irányuló módszerek in vitro - azaz élő szervezet bevonása nélkül - fejleszthetők. Főleg a gyógyszerkutatásban és -fejlesztésben nagy jelentőségűek.

Az in vitro antitestkutatás különösen ígéretes ágát képviselik az úgynevezett antitest-könyvtárak. Legnagyobb hányadukat a természetes ellenanyag-gének adat formájába történő konvertálásával alakítják ki, s az így kapott repertoárt használják fel az aktuális vizsgálatokhoz. Az ilyen típusú könyvtárak könnyen és jól használhatók, ám a természetes immundiverzitás limitáltsága határt szab a sokféleség növelésének. Léteznek azonban szintetikus könyvtárak is, amelyeket nagyfokú diverzitással felruházott, precízen megtervezett, mesterségesen megalkotott DNS-molekulák (ezek a mesterséges antitestek génjei) alapján építenek fel. Ehhez a rendkívüli szaktudást igénylő, bonyolult procedúrához elengedhetetlen az antitest-molekulák részletes szerkezeti és funkcionális ismerete. Nehézségei ellenére azonban felhasználása egyre terjed, mert segítségével akár a természetes immunrepertoárt meghaladó diverzitás is létrehozható, illetve a belőlük származó szintetikus - azaz mesterséges antigén-felismerő régiókkal rendelkező - ellenanyag-molekulák specifitásában is hihetetlen pontosság érhető el. (Egyes kutatásokhoz alkalmaznak úgynevezett szemi-szintetikus könyvtárakat is, amelyekben egyes mesterségesen kialakított antigénkötő oldalakat természetesekkel kombinálják.)