20世纪60年代初，荷兰物理化学家J.H.斯鲁伊特斯（J.H.Sluyters）在试验中率先将交流阻抗谱（electrochemical impedance spectroscopy; EIS）用于研究电化学过程。此后，电化学交流阻抗谱逐渐成为研究电极过程、双电层结构及吸附等电极界面性质的有力工具。电化学交流阻抗谱方法因其具有操作简单、检测快速、响应范围广、灵敏度低、无须示踪物标记、可进行实时自动化数据输出等特点，已广泛用于环境污染物监控、食品安全监测、生化分析、疾病早期诊断等研究领域。

由于抗原-抗体特异性结合的免疫产物降低了电活性探针分子（[Fe(CN)₆]^3-/4-）与电极之间的电子转移速率，从而增加了电极表面阻抗。通过测量电极表面免疫反应发生前后电极表面阻抗的差值，实现对目标抗体或抗原的高灵敏、特异性的检测。电化学阻抗分析技术不仅能很好的直观表征电极界面状态，其本身测试的数据还可采用多种形式表示，如能奎斯特图（Nyquist plot）、阻抗波特图（Bode plot）等，从各个角度对数据进行分析，得出科学结论。

随着纳米技术的快速发展，纳米材料因其大的比表面积、易于功能化、良好的电子传导性和生物相容性，已被广泛用于构建电化学阻抗免疫传感器。纳米材料的引用，如碳纳米管、硅纳米线、二维片层纳米材料（如石墨烯、二硫化钼等）、贵金属纳米材料（如金属纳米颗粒、金属氧化物等）、磁性纳米材料以及纳米复合材料等，极大地提升了电化学阻抗免疫传感器的检测性能。一般而言，纳米材料可作为电极修饰材料或纳米生物探针，通过共价键合、包埋、物理吸附和自组装等固定方法，实现对特定抗原或抗体的有效固定。利用抗原-抗体的特异性结合作用，实现了癌胚抗原（CEA）、前列腺特异抗原（PSA）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）等目标物高灵敏、特异性检测。电化学阻抗免疫传感器的检测灵敏度可达到10皮克/毫升，并可用于实际体系中特定抗体或抗原的测定。