Le IgE hanno un meccanismo d'azione singolare rispetto alle altre immunoglobuline: non appena prodotte, infatti, esse si legano immediatamente con la loro porzione Fc al recettore FcεRI (recettore di tipo I per il frammento Fc delle catene ε) che si trova sulla superficie di mastcellule, eosinofili e basofili. L'IgE funziona quindi come un recettore della mastcellula stessa: una volta venuto a contatto con l'antigene per la quale è specifica, essa stimola la degranulazione del mastocita e la liberazione di istamina, (ammina biogena derivante dalla decarbossilazione dell'amminoacido istidina, la quale agisce come vasodilatatore) e mediatori lipidici (prostaglandine, leucotrieni, trombossano) nello spazio intercellulare, scatenando la reazione allergica.