Badanie na obecność przeciwciał przeciwko Borrelia burgdorferi wykonuje się z próbki krwi. Poszukuje się przeciwciał należących do dwóch klas: przeciwciała klasy IgM, pojawiają się we krwi po upływie 3-4 tygodni od ukąszeniua przez kleszcza i dostania się bakterii do krwi, duże miano osiągają po ok. 6-8 tygodniach od zakażenia, znikają po ok. 3-4 miesiącach; wykrycie tych przeciwciał świadczy o „świeżym” zakażeniu przeciwciała klasy IgG pojawiają się we krwi w dużym mianie dopiero po 6-8 tygodniach od zakażenia i utrzymują się przez wiele lat, ich wykrycie więc świadczy o ‘dawnym’ zakażeniu Przeciwciała we krwi wykrywa się z użyciem czułego testu immunoenzymatycznego o nazwie ELISA. Jeżeli w teście ELISA, który jest badaniem przesiewowym, uzyska się wynik dodatni lub wątpliwy, przeprowadza się drugi, potwierdzający test z użyciem metody Western blot. Zwiększa to swoistość badania i pomaga uzyskać właściwe wyniki z większą pewnością. Na koniec należy zaznaczyć, że testy serologiczne wykrywające przeciwciała IgG i IgM przeciwko Borrelii burgdorferi nie są doskonałą metodą diagnostyczną. Dodatni wynik tego badania bez objawów klinicznych typowych dla boreliozy, nie ma znaczenia diagnostycznego i nie może być podstawą do rozpoznania choroby.
