亞單位疫苗（有時稱為無細胞疫苗）不是注射完整的病原體來觸發(fā)免疫反應(yīng)，而是含有純化的病原體片段，這些片段經(jīng)過特別挑選，具有刺激免疫細胞的能力。因為這些片段不會引起疾病，亞單位疫苗被認為是非常安全的。有幾種類型： 蛋白質(zhì)亞單位疫苗含有從病毒或細菌病原體中分離出的特定蛋白質(zhì)；多糖疫苗含有在某些細菌的細胞壁中發(fā)現(xiàn)的糖分子鏈（多糖）；結(jié)合亞單位疫苗將多糖鏈與載體蛋白結(jié)合，以嘗試增強免疫反應(yīng)。亞單位疫苗已經(jīng)被廣泛使用，例子包括乙型肝炎和無細胞百日咳疫苗（蛋白質(zhì)亞基）、肺炎球菌多糖疫苗（多糖）。

亞單位疫苗含有來自病原體的蛋白質(zhì)片段和/或多糖，已對其進行仔細研究以確定這些分子的哪些組合可能產(chǎn)生強烈而有效的免疫反應(yīng)。通過以這種方式限制免疫系統(tǒng)接觸病原體，可以最大限度地降低副作用的風險。這種疫苗也相對便宜且易于生產(chǎn)，并且比包含完整病毒或細菌的疫苗更穩(wěn)定。

亞單位疫苗的缺點是用于引發(fā)免疫反應(yīng)的抗原可能缺乏稱為病原體相關(guān)分子模式的分子結(jié)構(gòu)，這對于一類病原體是常見的。這些結(jié)構(gòu)可以被免疫細胞讀取并識別為危險信號，因此它們的缺失可能會導致免疫反應(yīng)減弱。此外，由于抗原不感染細胞，亞單位疫苗主要只觸發(fā)抗體介導的免疫反應(yīng)。同樣，這意味著免疫反應(yīng)可能比其它類型的疫苗弱。為了克服這個問題，亞單位疫苗有時會與佐劑一起提供，并且可能需要加接種。

亞單位疫苗是使用活生物體制備的，例如細菌和酵母，它們需要在其上生長的基質(zhì)，并且要求嚴格，以避免被其它物質(zhì)污染。這使得它們的生產(chǎn)成本高于合成性疫苗，例如 RNA 疫苗。精確的生產(chǎn)方法取決于所生產(chǎn)的亞單位疫苗的類型。蛋白質(zhì)亞單位疫苗，如重組乙型肝炎疫苗，是通過將抗原的遺傳密碼插入酵母細胞制成的，酵母細胞相對容易生長并能夠合成大量蛋白質(zhì)。酵母在大型發(fā)酵罐中生長，然后裂解，收集抗原。之后將這種純化的蛋白質(zhì)添加到其它疫苗成分中，例如增強免疫反應(yīng)的佐劑。對于多糖或結(jié)合疫苗，多糖是通過在工業(yè)生物反應(yīng)器中培養(yǎng)細菌產(chǎn)生的，然后將它們裂解，并從細胞壁中收獲多糖。在結(jié)合疫苗的情況下，多糖所附著的蛋白質(zhì)也必須通過在不同的生物反應(yīng)器中培養(yǎng)不同類型的細菌來制備。一旦蛋白質(zhì)被收獲，它們就會與多糖發(fā)生化學反應(yīng)，然后添加剩余的疫苗成分。