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，而是含有純化的病原體片段，這些片段經過特別挑選，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；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）；結合亞單位疫苗將多糖鏈與載體蛋白結合，以嘗試增強免疫反應。亞單位疫苗已經被廣泛使用，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生強烈而有效的免疫反應。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，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)免疫反應的抗原可能缺乏稱為病原體相關分子模式的分子結構，這對于一類病原體是常見的。這些結構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。同樣，這意味著免疫反應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，并且要求嚴格，以避免被其它物質污染。這使得它們的生產成本高于合成性疫苗，例如 RNA 疫苗。精確的生產方法取決于所生產的亞單位疫苗的類型。蛋白質亞單位疫苗，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。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添加到其它疫苗成分中，例如增強免疫反應的佐劑。對于多糖或結合疫苗，多糖是通過在工業(yè)生物反應器中培養(yǎng)細菌產生的，然后將它們裂解，并從細胞壁中收獲多糖。在結合疫苗的情況下，多糖所附著的蛋白質也必須通過在不同的生物反應器中培養(yǎng)不同類型的細菌來制備。一旦蛋白質被收獲，它們就會與多糖發(fā)生化學反應，然后添加剩余的疫苗成分。