结核菌素皮肤反应是迟发型细胞超敏反应。它是抗原（结核菌或卡介苗）进入机体使机体的免疫T淋巴细胞致敏，并大量分化增殖。当已致敏的机体再次遭受到抗原入侵时，致敏淋巴细胞就会与之结合，引起变态反应性炎症。表现在结核菌素注射部位形成硬结甚至发生水泡、坏死。结素试验阳性表明机体曾经受到结核菌感染或接种过卡介苗，也表示机体对结核菌有一定免疫力。但也有少数免疫力低下的人（约5%）呈阴性或因技术原因而呈现假阴性。通常接种卡介苗后，若PPD皮试阴性，说明接种失败。