Tra gli effetti indesiderati più comuni si riscontrano prevalentemente febbre, specialmente nei bambini in età pediatrica; reazioni al sito di iniezione quali dolore, gonfiore, prurito e arrossamento; dolore addominale superiore e cefalea. Tra gli effetti indesiderati meno comuni si annoverano: vertigini, sonnolenza o stanchezza; formicolio o intorpidimento di mani o piedi; svenimento, ipotensione posturale; vampate; mal di gola; tosse; problemi respiratori acuti; malessere e nausea; diarrea; indigestione; orticaria; eruzione cutanea; maggiore sensibilità della pelle al sole; aumento di peso; sintomi di tipo influenzale; gonfiore agli arti superiori. Gli effetti indesiderati rari sono di più grave entità e comprendono invece: infezione da parassiti e da elminti; disturbi del sistema immunitario quali: reazioni allergiche locali o sistemiche di tipo I, compresi anafilassi e shock anafilattico, malattia da siero, reazioni allergiche di tipo III. Il meccanismo fisiopatologico suggerito per tali manifestazioni comprende la formazione e il deposito di immunocomplessi in seguito alla formazione di auto-anticorpi diretti contro l’omalizumab. I pazienti con asma grave possono raramente presentare orticaria cronica spontanea, lupus eritematoso sistemico, sindrome ipereosinofila sistemica o sindrome di Churg-Strauss, con rash vasculitico, peggioramento dei sintomi polmonari, anormalità dei seni paranasali, complicanze cardiache, neuropatia. La sospensione di omalizumab deve essere considerata in tutti i casi gravi.