La majoria d'al·lèrgens són proteïnes presents a la natura que poden trobar-se tant en aliments d'origen animal com vegetal. Aquestes proteïnes estimulen el sistema immunològic o de defensa de les persones que hi són sensibles, de tal manera que provoquen una resposta excessiva i patològica: és el que es coneix com a reacció al·lèrgica.
El sistema immunitari d'aquestes persones percep, erròniament, l'aliment com una substància perjudicial per a l'organisme i hi respon, amb més o menys intensitat, generant anticossos específics contra aquest aliment. El primer cop que el sistema immunitari detecta l'agent al·lergogen es produeix una sensibilització a aquest aliment i, si se'n repeteix la ingesta, es desencadena una reacció immunològica en què els anticossos específics produeixen gran quantitat de substàncies, com la histamina, que són les causants de la simptomatologia al·lèrgica.
Qualsevol aliment pot produir una reacció al·lèrgica, però els més comuns i que causen les reaccions més greus són la llet i derivats, els ous, la fruita, la fruita seca, els cacauets, la soja, el peix i el marisc.
El fet que certs aliments produeixin amb més freqüència reaccions al·lèrgiques està directament relacionat amb l'edat i els hàbits nutricionals de les persones afectades. Per exemple, a l'Estat espanyol, la llet, els ous i el peix són, per ordre decreixent, els aliments que impliquen amb més freqüència reaccions al·lèrgiques en els infants menors de cinc anys, mentre que la fruita, la fruita seca, el peix, el marisc i l'ou ho són en els adults. D'altra banda, als Estats Units la gran majoria de les reaccions d'al·lèrgia alimentària es relacionen amb els cacauets, i als països escandinaus, amb el peix.
Així mateix, es coneixen casos de processos al·lèrgics per hipersensibilitat immediata a un paràsit, l'Anisakis simplex, que es troba en el peix parasitat, ja que conté al·lèrgens resistents a la cocció i a la congelació.