使放射性標記抗原和未標記抗原（待測物）與不足量的特異性抗體競爭性地結合，反應后分離并測量放射性而求得未標記抗原的量。用反應式表示為：
*Ag為同位素標記的抗原,與未標記的抗原Ag有相同的免疫活性，兩者以競爭性的方式與抗體Ab結合，形成*Ag-Ab或Ag-Ab復合物,在一定反應時間后達到動態平衡。
如果反應系統內加入的*Ag和Ab的量是恒定的,且*Ag和Ag的總和大于Ab有效結合點時,則*Ag-Ab生成量受Ag量的限制。Ag增多時，Ag-Ab生成量也增多，而*Ag-Ab生成量則相對地減少,同時游離*Ag也增多。因此,*Ag-Ab與Ag的含量呈一定的函數關系。
如采用一種有效的分離方法，將*Ag-Ab和Ag-Ab復合物 (以 B表示)與*Ag、Ag(以F表示)分離,并測定B和F的放射性,可有以下規律:如樣品中Ag增多，則F的放射性降低，即Ag與F成反比。計算B/F或B/T值 (T=B+F),即可算出樣品中Ag的含量。由于 RIA是以放射性標記與非標記抗原競爭性地與抗體結合為理論基礎，故又稱為競爭性放射飽和分析法。