Першим етапом мікробіологічної діагностики інфекційних хвороб є вибір матеріалу для дослідження, обумовлений патогенезом захворювання.
Розрізняють такі методи мікробіологічної діагностики бактеріальних інфекцій: бактериоскопический, бактеріологічний, біологічний, серологічний, алергічний.
Біологічний метод спрямований на виявлення в досліджуваному матеріалі збудника або його токсину. Метод полягає в зараженні досліджуваним матеріалом лабораторних тварин з подальшим виділенням чистої культури збудника і її ідентифікацією або визначенням природи токсину. Однак постановка мікробіологічного діагнозу інфекційного захворювання можлива не тільки за допомогою виділення та ідентифікації збудника, але і при виявленні специфічних антитіл до нього. Для цього використовують серологічний метод, який полягає в постановці реакцій імунітету. Антитіла до збудника захворювання з'являються, як правило, до кінця 1-го тижня захворювання, з цього часу і використовують названий метод. У деяких випадках серологічний метод може бути спрямований на виявлення специфічного антигену безпосередньо в досліджуваному матеріалі. Зокрема, для експрес-діагностики інфекційного захворювання застосовують реакцію імунофлюоресценції, що дозволяє швидко (протягом декількох годин) виявити збудника в досліджуваному матеріалі.
І, нарешті, алергічний метод спрямований на виявлення підвищеної чутливості організму до специфічного алергену, яким є збудник захворювання. Прикладом цього методу є постановка шкірно-алергічних проб. В основі методу лежить феномен гіперчутливості уповільненої типу. Застосовують також молекулярно-генетичні методи діагностики: ПЛР, гібридизація ДНК і ін.