Kroppen producerar antikroppar mot borrelia när den utsätts för bakterien. Antikroppar kan finnas kvar i kroppen även om själva bakterien försvinner och sjukdomen går om av sig själv eller genom läkemedelsbehandling. Enbart upptäckten av antikroppar hos en asymtomatisk patient innebär inte borrelios, och antibiotikabehandling inleds inte för en asymtomatisk patient på grund av ett antikroppsfynd. En asymtomatisk person bör därför inte överhuvudtaget testas för borreliaantikroppar.
I hudborreliosfasen har antikropparna inte alltid hunnit stiga, så det lönar sig inte och är inte nödvändigt att testa antikroppar. Hudborrelios behandlas utifrån den typiska sjukdomsbilden.
I fasen för utbredd borrelios är IgG-antikropparna vanligtvis kraftigt förhöjda: de når sin högsta nivå i genomsnitt sex månader efter smittan och förblir förhöjda i flera månader eller år. IgM-antikroppar ses ofta i början av infektionen, och de försvinner senare. Om inga antikroppar kan konstateras i blodet eller cerebrospinalvätskan har patienten praktiskt taget inte utbredd borrelios.
Om man undersöker risken för borrelios och endast hittar IgM-antikroppar hos patienten, är det vanligtvis fråga om en ospecifik antikroppsreaktion. Den bekräftar inte att borreliosdiagnosen är orsaken till symtomen. Sådana ospecifika fynd av IgM-antikroppar är ganska vanliga. Dessa antikroppars specificitet kan undersökas noggrannare genom ytterligare undersökning av ett blodprov.