Imuninė moduliacija apibūdina, kaip žarnyno mikrobiomas nuolatos „treniruoja" ir „derina" imuninę sistemą. Apie 70 % visų imuninių ląstelių yra su žarnynu susijusiame limfiniame audinyje (GALT), nuolatos bendraujančiame su žarnyno bakterijomis. Per šį bendravimą naudingosios bakterijos kalibruoja uždegimų atsakus ir slopina netinkamą imuninį aktyvavimą. Sutrikęs mikrobiomas vis labiau siejamas su autoimuninėmis ligomis ir alergijomis.