Poliklonālās antivielas tiek plaši izmantotas medicīnā, un tās ir bieži sastopamas pretindes, antitoksīnu un transplantātu pretatgrūšanas zāļu sastāvdaļas. Antivielas bieži izmanto arī diagnostikas laboratorijas pārbaudēs un pētniecībā. Tos bieži izmanto, lai tie varētu saistīties ar noteiktu proteīnu vai neitralizēt to.
Antivenom var ražot, izmantojot poliklonālās antivielas. Dzīvniekam tiek injicēts neliels daudzums noteiktas indes, pēc tam dzīvnieks ražo antivielas, kas uzbrūk un neitralizē indi. Šis ārstēšanas kurss var ilgt vairākus mēnešus, bet pēc tam, kad dzīvnieka asinsritē ir konstatēts pietiekams skaits antivielu, tehniķi ekstrahē asinis. Antivielām bagātās asinis tiek atdalītas, attīrītas un tālāk apstrādātas, lai izolētu poliklonālās antivielas, kuras pēc tam var izmantot noteiktu sugu kodumu ārstēšanai.
Antitoksīnu vai antiserumu var ražot līdzīgā veidā. Laboratorijas injicē dzīvniekiem nelielu daudzumu noteikta organisma, kas rada poliklonālu antivielu reakciju, kas neitralizē toksīnu. Pēc tam iegūtās asinis izmanto kā antitoksīnu dažādām slimībām, piemēram, botulismu un stingumkrampjiem. Var izmantot arī to personu asinis, kuras saslimst un pārdzīvo mikrobu izraisītas slimības. Piemēram, ebolas vīrusa ārstēšanai bieži izmanto izdzīvojušo pacientu antiserumu.
Indukcijas vai pretatgrūšanas līdzekļi ir izstrādāti arī no monoklonālām un poliklonālām antivielām, kas iegūtas no dzīvniekiem. Šos preparātus parasti ievada tūlīt pēc transplantācijas operācijas. Seruma antivielas mērķē un uzbrūk T-šūnām, kas veidojas transplantācijas pacientu asinīs. Kad aģents saskaras ar T-šūnu, serumā esošās antivielas iznīcina vai patērē šūnu, kavējot orgānu un audu atgrūšanu. Pētījumi liecina, ka pacientiem, kuri saņem šīs antivielas saturošus indukcijas līdzekļus, ir mazāk blakusparādību, salīdzinot ar tiem, kuri saņem preparātus, kas izgatavoti ar monoklonālām antivielām.
Laboratorijas bieži izmanto poliklonālās antivielas, lai noteiktu slimības asins vai audu paraugos. Antivielas saistās ar vīrusu vai vēža šūnu virsmas antigēniem, un šī saistīšanās darbība parasti ir redzama mikroskopā. Šādus testus izmanto, lai galīgi diagnosticētu noteikta veida encefalītu, HIV un Laima slimību.
To pašu metodi var izmantot vēža noteikšanai. Piemēram, prostatas specifiskā antigēna (PSA) tests apvieno pacientu asinis ar poliklonālām antivielām, lai identificētu vēža šūnas. Pētnieki izmanto arī antivielas, lai novērtētu, kā šūnas sazinās un mijiedarbojas. Izmantojot šo metodi, zinātnieki var noteikt atšķirību starp šūnu aktivitāti normālos apstākļos un slimības procesiem.