A több antigéndeterminánssal rendelkező makromolekulák immunológiai térképezésében a poliklonális ellenanyagokkal nehéz elkülöníteni az egyes epitópokat, ugyanakkor a monoklonális ellenanyagok alkalmazása olyan molekularészek felismerését is lehetővé teszi, melyek „gyenge” antigének. Ugyanis a szomatikus sejthibridizációval kiválogatott klónok segítségével jól elkülöníthetők a makromolekula feszíni epitópja, függetlenül attól, hogy a recipiensben eredetileg „erős” vagy „gyenge” immunválaszt indukálnak. Az egyes monoklonális ellenanyagokkal aztán további funkcionális vizsgálatok is elvégezhetők (pl. a molekuláris interakciók befolyásolása, enzimaktivitás és hormonális aktivitás gátlása, esetleg aktiválása). Affinitás kromatográfiában alkalmazva ezeket a monoklonális ellenanyagokat a hagyományos biokémiai szeparálás és tisztítás hatásfoka is lényegesen megnövelhető. Keverékekből (miként a biológiai minták általában) az egymástól különböző molekulák, még, ha nagyon kis koncentrációban fordulnak is elő, nagy tisztaságban izolálhatók. Hormonok, biológiailag aktív kismolekulák, növekedési faktorok izolálásánál (ahol a hagyományos kromatográfiás eljárások nem alkalmazhatók, vagy nagyon megdrágítják az előállítás folyamatát) döntő szerephez jutottak az elmúlt évtizedekben a monoklonális ellenanyagok. Ilyen módszerrel tisztították meg először a humán leukocyta interferont is (Milstein, 1976). A leglátványosabb előretörést a monoklonális ellenanyagok a sejtfelszíni molekulák (CD markerek) térképezésében hozták. Szerencsés egybeesést jelentett az áramlási citometria technikai tökéletesedése az 1980-as években, így először a T-sejtek, majd a B-lymphocyták jellegzetes felszíni markereit sikerült tisztázni. Alapvetően változott meg ennek következtében a hematológiai és immunológiai diagnosztika is. Lehetőség nyílt az egyes fehérvérsejt-populációk pontos arányainak meghatározására normál és patológiás körülmények közt. Kezdetben a leukaemiák és lymphomák, majd az autoimmun folyamatok, a veleszületett és szerzett celluláris immundeficienciák (pl. HIV) diagnosztikája, valamint a szervtranszplantációkban alkalmazott immunszuppresszív kezelés hatékonyságának monitorozása a celluláris immundiagnosztikai rutin részévé vált.

Az in vivo diagnosztikában és a specifikus immunterápiában az elmúlt évtizedben jelentős fejlesztések történtek és mind a daganatos, mind az autoimmun betegségek kezelésében a monoklonális ellenanyagok indikációs területe folyamatosan szélesedik. Az ún. immunotoxin terápia esetében a humanizált monoklonális ellenanyagok azok a specifikus hordozó molekulák, melyek a megcélzott sejtfelszíni markert expresszáló sejtekhez szállítják a végrehajtó molekulát (citosztatikumot, toxint, sugár- vagy fényérzékenyítő molekulát). A daganatos betegségek közül néhány speciális kórkép (pl. az ún. hajas sejtes leukaemia kezelésében az anti-CD22 monoklonális ellenanyag toxinnal konjugált formája) egyértelmű sikert hozott. A hormonreceptort hordozó emlőrákok egy részében is jelentős sikereket értek el monoklonális ellenanyagok felhasználásával. A transzplantációt követő immunszuppresszió egyre növekvő területe a monoklonális ellenanyagokon alapuló gyógykezelésnek (pl. az anti-CD3 vagy a kostimulációt blokkoló ellenanyagok a T-sejtek számát és aktivációját tudják csökkenteni). Az autoimmun betegségek (pl. rheumatoid arthritis) kezelésében a citotoxikus citokinek neutralizálását sikerült monoklonális ellenanyagok (pl. anti-TNFα) alkalmazásával elérni. (A terápiás felhasználás a közeljövőben várhatóan nagymértékben növekedni fog, mert a 2004–2005 közötti időszakban az Amerikai Egyesült Államokban több mint 400 új terápiás célokat szolgáló monoklonális ellenanyag került gyógyszerként bejegyzésre.)

A gyakorlati felhasználás mellett kutatási modellként is új lehetőséget nyitottak a monoklonális ellenanyagok. (Pl. az anti-iditotípus szabályozás vizsgálata, illetve a hormonális vagy katalitikus funkciókkal rendelkező ellenanyagok felfedezése és modellezése monoklonális ellenanyagokkal történt.)