clasic, pentru a efectua o radioimunoanaliză, o cantitate cunoscută de antigen este radioactivă, frecvent prin etichetarea acesteia cu izotopi radioactivi gamma de iod, cum ar fi 125-I, atașat la tirozină. Acest antigen radiomarcat este apoi amestecat cu o cantitate cunoscută de anticorp pentru acel antigen și, ca rezultat, cei doi se leagă în mod specific unul de celălalt. Apoi, se adaugă o probă de ser de la un pacient care conține o cantitate necunoscută din același antigen. Acest lucru face ca antigenul neetichetat (sau „rece”) din ser să concureze cu antigenul radiomarcat („fierbinte”) pentru locurile de legare a anticorpilor. Pe măsură ce concentrația antigenului „rece” este crescută, mai mult se leagă de anticorp, deplasând varianta radiomarcată și reducând raportul dintre antigenul radiomarcat legat de anticorpi și antigenul radiomarcat liber. Antigenele legate sunt apoi separate și radioactivitatea antigenului liber (nelegat) rămas în supernatant este măsurată folosind un contor gamma.
această metodă poate fi utilizată în principiu pentru orice moleculă biologică și nu se limitează la antigene serice și nici nu este necesară utilizarea metodei indirecte de măsurare a antigenului liber în loc să măsoare direct antigenul capturat. De exemplu, dacă nu este de dorit sau nu este posibilă marcarea radioactivă a antigenului sau a moleculei țintă de interes, se poate face o RIA dacă sunt disponibili doi anticorpi diferiți care recunosc ținta și ținta este suficient de mare (de exemplu, o proteină) pentru a prezenta mai mulți epitopi anticorpilor. Un anticorp ar fi marcat radioactiv ca mai sus, în timp ce celălalt ar rămâne nemodificat. RIA ar începe cu anticorpul” rece ” neetichetat fiind permis să interacționeze și să se lege de molecula țintă în soluție. De preferință, acest anticorp neetichetat este imobilizat într-un fel, cum ar fi cuplat la o perlă de agaroză, acoperit pe o suprafață etc. Apoi, anticorpul radiomarcat „fierbinte” este permis să interacționeze cu primul complex de molecule țintă de anticorpi. După spălarea extensivă, se măsoară cantitatea directă de anticorp radioactiv legat și cantitatea de moleculă țintă cuantificată prin compararea acesteia cu o cantitate de referință testată în același timp. Această metodă este similară în principiu cu metoda sandwich Elisa non-radioactivă.