Феномен генетической рестрикции лежит в основе развития ряда иммунопатологий , когда в результате общности отдельных эпитопов антигенов HLA -комплекса с одной стороны и некоторых вирусов и микробов с другой (феномен мимикрии) не развивается иммунный ответ на эти возбудители. В других случаях, напротив, в основе патологии может лежать трансформация отдельных эпитопов HLA при их взаимодействии с антигенами возбудителей, в результате чего развивается иммунный ответ против собственных HLA антигенов, что приводит к развитию аутоиммунных процессов. Эти механизмы не являются единственными, лежащими в основе ассоциаций между аллелями MHC и заболеваниями человека. Так, гены MHC класса II выполняют функцию генов иммунного ответа: их продукты обладают различной способностью связывать тот или иной антиген, что естественно определяет и характер ответа на антиген - от патологически повышенного до полного его отсутствия. В системе HLA картирован целый ряд генов заболеваний, ассоциированных с конкретными аллелями. Примерами HLA- ассоциированных заболеваний могут служить болезнь Бехтерева (HLA-B27), ревматоидный артрит , множественный склероз и др.

Данные об HLA фенотипе (наборе экспрессированных HLA антигенов) конкретного человека используют в медицине (клинической трансплантологии, судебной медицине, при определении риска развития широкого спектра патологий) и антропологии - при установлении взаимосвязи различных популяций. Сами HLA антигены находят применение в медицине для лечения привычного невынашивания беременности у HLA класса II совместимых супругов путем иммунизации женщины до наступления беременности клетками, экспрессирующими широкий спектр HLA антигенов.