(一)形态学检验
1．细菌形态学检验 这是细菌学检验中极为重要而义简便的方法之一。尤其对在形态和染色上具有特征的病原菌可作出初步诊断，尽早为临床医生提供治疗信息，也为细菌的进一步检验提供依据。该检验方法是从机体一定部位取材后，将细菌标本经过涂片、固定、染色后直接用光学显微油镜观察其大小、形态及特殊结构。在细菌标本的染色中，最经典、最常用的细菌染色法是革兰染色法(Gram stain)，经染色后呈紫色的细菌，为革兰阳性菌(G+菌)；呈红色的细菌，为革兰阴性菌(G-菌)。该染色法不仅有助于鉴定细菌，还有助于抗菌药物的选择及细菌致病机制的研究。此外，结核杆菌常用抗酸染色法(acid-fast stain)。
2．病毒的形态学检验 大多数病毒必须用电子显微镜才能直接观察其大小和形态。常用的方法有两种：
(1)电镜直接检查法：将标本经负染色法后进行电镜观察。常用于从疱疹液、粪便或血液等标本中做疱疹病毒、甲型肝炎病毒、轮状病毒、乙型肝炎病毒颗粒的检查，有助于早期诊断。
(2)免疫电镜检查法：即先在制成的病毒标本悬液中加入特异性抗体，使病毒颗粒凝聚成团，再用电镜观察，该法可提高病毒检出的敏感性。如在脊髓灰质炎病毒的检测中。用免疫电镜检查法比电镜直接检查法敏感100倍。
光学显微镜仅用于某些大型病毒颗粒(如痘类病毒)的检查及病毒包涵体的检查。
(二)分离培养与鉴定
1．细菌的分离培养与鉴定 分离培养是微生物学检验中确诊的关键步骤，只有分离培养出病原性细菌后，才能做进一步的鉴定及药物敏感试验。故原则上，所有感染性疾病的标本均应做分离培养。在分离培养细菌时，应根据标本采取的部位、欲检验细菌的营养要求等生长条件的特点，选择适当的培养基和培养方法。若从无菌部位采集的标本(如血液、脑脊液)，在严格的无菌操作下可直接接种于液体或固体培养基中培养；若从肠道采集的粪便标本，应使用肠道选择性培养基(如SS培养基)进行分离培养；若疑为厌氧菌感染的标本，应分别做需氧及厌氧培养。将细菌接种到相应的培养基后，置37℃培养18～24 h后(但结核杆菌除外，一般需培养2～4周)，大多可长出单一的细菌集团，即菌落。分离培养的阳性率比直接涂片镜检高，但需时较长。因此，遇到霍乱或白喉等急性传染病时，可根据患者的临床症状及直接涂片镜检作出初步诊断并及时治疗。
分离培养出纯种细菌后，通常应用以下方法进行最后鉴定：①观察细菌的菌落特征：主要观察菌落的大小、形状、颜色、透明度、表面性状及溶血情况等，因不同的细菌其菌落特征各不相同，故据此可对细菌作出初步鉴别。②观察细菌形态及染色特征：取纯培养进行染色后镜检，观察其形态、排列及染色特征。③生化反应试验：不同的细菌因其所含酶的不同，故其代谢过程和代谢产物可有所不同，据此可对某些病原菌进行鉴别。如肠道杆菌包括多个菌属，这些细菌的染色、形态及菌落等均较相似，仅靠形态学方法不易鉴别，但可通过各种生化反应试验对它们进行鉴定。常用的生化反应试验有：各种糖发酵试验、甲基红试验、VP试验、吲哚试验、硫化氢产生试验、尿素酶试验、枸橼酸盐利用试验等。目前，各大医院常用微生物数字编码分类鉴定法(如API系统)，可进行微量、快速的生化反应试验鉴定。④血清学试验：采用含有已知特异性抗体的免疫血清与分离培养出的未知纯种细菌进行血清学试验，可以确定病原菌的种或型。常用方法是玻片凝集试验，在几分钟内便能得出结果。
2．病毒的分离培养与鉴定 由于病毒只能在活细胞内复制增殖，所以实验室分离培养病毒的方法主要有动物接种、鸡胚培养及组织或细胞培养法。
(1)动物接种：动物接种是原始的病毒培养方法。常用的动物有小鼠、大鼠、家兔和猴等，接种途径有鼻内、皮下、皮内、脑内、腹腔内、静脉等，应根据病毒种类不同，选择敏感动物及适宜的接种部位，如狂犬病毒可接种于小鼠脑内，柯萨奇病毒可接种于乳鼠腹腔或脑内。接种后常以动物发病、死亡率作为感染的指标。
(2)鸡胚培养：这是一种比较经济简便的病毒培养方法。一般采用孵化9～12天的鸡胚，根据病毒种类不同，可将标本接种于鸡胚的羊膜腔、尿囊腔、卵黄囊或绒毛尿囊膜上等不同部位，35℃孵育3天后观察鸡胚的活动与死亡情况，并收集相应组织或囊液作病毒鉴定。在流感病毒的分离培养中，最敏感而特异的方法是鸡胚接种，并用血凝和血凝抑制试验以鉴定病毒的型及亚型。
(3)组织或细胞培养：目前，实验室最常用的方法是细胞培养。这是根据人或动物的某些细胞在一定条件下，可以在实验室内培养，将病毒标本接种于培养细胞内进行复制增殖。常用的细胞有人胚肾细胞、猴肾细胞、Hela细胞等。病毒在易感细胞内增殖的指标有：①细胞病变效应(CPE)：多数病毒在细胞内增殖后可引起细胞形态学改变，称为细胞病变效应。常见的(CPE为细胞圆缩、集聚、拉丝、坏死和脱落等；有的表现为细胞融合，形成多核巨细胞，如麻疹病毒；有的细胞内出现包涵体，如狂犬病毒。②红细胞吸附现象：如流感病毒感染后，由于宿主细胞膜上出现流感病毒H抗原，使之能与红细胞结合，若向培养瓶内加入红细胞，可见红细胞吸附于细胞膜上，据此可作为病毒生长的参考。
(三)细菌与病毒的抗原检测
采用含有已知特异性抗体的免疫血清与分离培养出的未知纯种细菌或病毒标本进行血清学试验，直接检测抗原，从而对感染病因作出早期、快速的诊断。目前，检测细菌抗原的常用方法除了传统的玻片凝集试验外，还有协同凝集试验、免疫电泳法、免疫荧光法、放射免疫法、酶免疫法及胶体金标记法等。检测病毒抗原目前最常用的方法是酶免疫法、免疫荧光法及免疫印迹法等，其次是放射免疫法、反向间接凝集试验及免疫电泳法等。
(四)细菌与病毒的核酸检测
细菌与病毒的核酸检测即应用核酸探针杂交技术、聚合酶链反应(polymerase chain reac-一tion，PCR)技术、生物芯片(biochip)等分子生物学方法检测细菌或病毒的DNA或RNA序列，从而对病原体作出明确的诊断。因为此法具有高度敏感、特异、简便快速等特点，故已成为对感染性疾病极具诊断价值的新技术，尤其适用于检测病毒及难以培养或生长极为缓慢细菌(如结核杆菌、幽门螺杆菌、淋球菌等)的快速诊断。但对于未知其基因核苷酸序列的细菌或病毒则不能采用这些方法。
1．核酸探针杂交技术 是运用同伉素(如32P)或非放射性核素物质(如生物素、地高辛等)标记已知序列的单链核酸作为探针，在一定条件下，按照碱基配对原则与待测标本中核酸单链进行杂交，通过对杂交信息号的分析，判断标本中有无相应病原体的特定基因及其大小。常用方法有斑点杂交、原位杂交、DNA印迹杂交(Southern blot)、RNA印迹杂交(northernblot)等。
2．聚合酶链反应(PCR) 是一种高效快速、特异敏感的体外DNA扩增技术。它可以快速、大量地扩增某一特定的核苷酸序列，其原理类似于DNA在体内复制过程，在待扩增DNA片段的两侧设计两个人工合成的寡聚核苷酸引物，经过反复扩增靶序列可以放大几百万倍。可诊断标本中是否存在待测细菌或病毒核酸。
3．生物芯片 它是将生物信息技术和自动化连锁微量分析技术的有机结合。基本原理是：在一小块硅片上，将已知的大量生物分子探针或基因探针有序排布，与待测样品中生物分子或基因序列相互作用和进行反应，在激光的顺序激发下，将产生的荧光谱信号收集于接收器，再由计算机自动综合分析数据并作出报告。根据固定于硅片上牛物分子的不同，可分为基因芯片、蛋白质芯片、多糖芯片和细胞芯片等不同种类。其中基因芯片技术可一次性完成大量标本DNA序列的检测和分析，以解决核酸探针杂交技术的不足，具有广阔的应用前景。
此外，细菌的16SrRNA的基因在细菌的进化过程中十分保守，近乎不变，故有鉴定细菌的“金指标”之称，因此检测细菌16SrRNA并作序列进化比较，可快速鉴定细菌的种和属。