又称迟发型变态反应。是由致敏T细胞与相应抗原结合而引起的，以单核细胞浸润和细胞变性坏死为特征的局部变态反应性炎症。该类反应发生较迟缓，一般需经48～72小时，抗体和补体均不参与，多数无个体差异。目前一般认为，致敏T细胞的形成是发生本型变态反应的关键。当致敏T细胞与相应抗原结合后，可刺激靶细胞改变膜通透性，使细胞内K 逸出，Na 进入细胞，结果使细胞的渗透压发生改变，细胞膨胀，最后裂解。但参与该反应的致敏T细胞并未破坏，仍可继续破坏其他靶细胞。另外，致敏T细胞在杀伤靶细胞时，还会释放出各种淋巴因子，引起单核细胞浸润为主的炎症变化，甚至坏死。主要病变是以单核细胞为主、由溶菌酶类引起的组织坏死。除接触性皮炎和某些自身免疫性疾病外，其他Ⅳ型变态反应都无个体差异。Ⅳ型变态反应的发病机理与细胞免疫反应基本相同，两者同时并存。由此可见，当致敏T细胞与相应抗原结合、发生反应后，对机体有有利的一面（细胞免疫的免疫防护作用），也有有害的一面（Ⅳ型变态反应）。一般来讲，正常的细胞免疫反应既能局限和排除病原微生物，又不致造成组织的严重损伤。若反应过于强烈，超过正常，则会造成组织的严重损伤，发生变态反应。临床上应用结核菌素试验等皮肤试验检测机体的细胞免疫能力，就是利用这两种关系来设计的。传染性变态反应、接触性皮炎、异体组织移植排斥反应等，都属于Ⅳ型变态反应。