顆粒性抗原（細菌、螺旋體、紅細胞等）與相應的抗體血清混合后，在電解質參與下，經過一定時間，抗原抗體凝聚成肉眼可見的凝集塊，這種現象稱為凝集反應。血清中的抗體稱為凝集素（Agglutinin），抗原稱為凝集原（Agglutinogen）。

細菌或其他凝集原都帶有相同的電荷（陰電荷），在懸液中相互排斥而呈均勻的分散狀態。抗原與抗體相遇后，由于抗原和抗體分子表面存在著相互對應的化學基團，因而發生特異性結合，成為抗原抗體復合物。由于抗原與抗體結合，降低了抗原分子間的靜電排斥力，抗原表面的親水基團減少，由親水狀態變為疏水狀態，此時已有凝集的趨向，在電解質（如生理鹽水）參與下，由于離子的作用，中和了抗原抗體復合物外面的大部分電荷，使之失去了彼此間的靜電排斥力，分子間相互吸引，凝集成大的絮片或顆粒。出現了肉眼可見的凝集反應。

一般細菌凝集均為菌體凝集（O凝集），抗原凝集呈顆粒狀。有鞭毛的細菌如果在制備抗原時鞭毛未被破壞（鞭毛抗原在56℃時即被破壞），則反應出現鞭毛凝集（H凝集），鞭毛凝集時呈絮狀凝塊。