增强非特异性免疫功能
黄芪能显著增加血液中的白细胞总数，促进中性粒细胞及巨噬细胞的吞噬功能和杀菌能力。黄芪水煎液小鼠灌胃给药能明显增强脾脏NK细胞的活性，这一过程与诱生干扰素同时发生。黄芪多糖也能刺激NK细胞的增殖，并使细胞体变大。黄芪对NK细胞活性的促进作用主要是通过诱导淋巴细胞产生7-干扰素所介导的，黄芪对NK细胞活性的促进作用与其诱导的抗病毒活性相平行。黄芪在体外与小鼠脾脏细胞一起培养，也能诱生γ-干扰素。对大黄造成的脾虚小鼠黄芪水煎液和黄芪多糖，给药后，均能恢复其脾脏产生IL-2的能力。黄芪并能增强外周血淋巴细胞对IL-2的反应性，使外周血淋巴细胞受IL-2刺激后其增殖指数增高。
增强特异性免疫功能
黄芪能明显增强细胞免疫，促进PHA、COnA、PWM（美洲商陆）引起的淋巴细胞转化。黄茂对6OCo一次性全身照射小鼠脾脏抗体生成细胞释放溶血素量、血清溶菌酶量，有增加作用。对迟发型超敏反应及红细胞C3b受体花环率、红细胞一免疫复合物的花环形成率，均有不同程度的促进或增强作用。
另外，尽管从黄芪中提取的黄芪多糖等成分有显著的免疫增强作用，但从黄芪中也提取出有很强免疫抑制作用的成分。
增加红细胞数
黄芪多糖能升高正常大鼠红细胞的比容，增加红细胞数。对血虚证模型大鼠或小鼠，黄芪和黄芪多糖均能升高红细胞比容或血红蛋白含量。黄芪还能防治因辐射而造成的小鼠外周血白细胞总数、骨髓有核细胞数的减少，可促进造血干细胞的分化和增殖。
对肝的作用
小鼠灌胃黄芪水煎液能明显促进3H-亮氨酸掺入小鼠血清和肝脏蛋白质的速率，而对蛋白质含量无影响，即可以显著促进血清和肝脏蛋白质的更新。可增加脾脏蛋白质合成，并使脾脏细胞增生，胞浆内含大量粗面内质网。黄芪对糖代谢呈双向调节作用，能显著降低葡萄糖负荷后小鼠的血糖水平，对抗肾上腺素所致的血糖升高，又能对抗苯乙双胍所致的小鼠血糖降低。黄芪对正常血糖无明显影响。
保肝
正常小鼠灌胃黄芪水煎液可使肝糖原增加。黄芪对四氯化碳造成肝脏损害引起的血清总蛋白和白蛋白降低有回升作用，并能预防四氯化碳所致的肝糖原减少。黄芪可增加3H-亮氨酸掺入肝脏蛋白质促进其更新。慢性乙型肝炎病人存在细胞免疫功能紊乱，T细胞亚群中CD8升高，CD4/CD8比值降低，黄芪注射液可使病人CD8下降，CD4/CD8升高，恢复正常免疫功能，提高清除病毒或抑制病毒扩散的能力。