Badania diagnostyczne z kategorii „mikrobiologia” mają na celu identyfikację drobnoustrojów w uzyskanym materiale biologicznym. Poprawne rozpoznanie patogenów, które są bezpośrednią przyczyną choroby jest niezwykle istotne, jako że umożliwia wdrożenie optymalnego, celowanego leczenia, które będzie charakteryzowało się wysoką skutecznością oraz zapewni minimalizację nasilenia objawów ubocznych. Badania z tej kategorii mogą zostać zlecone przez lekarza w chorobach infekcyjnych wielu układów, m.in. oddechowego, wydalniczego, pokarmowego lub moczowo-płciowego. Dodatkowo tego rodzaju testy mogą być wykonywane w celach profilaktycznych oraz jako kontrola po zakończonym leczeniu.

Badania w tej kategorii podzielone są na dwie główne grupy – badania mykologiczne oraz badania bakteriologiczne. Badania mykologiczne umożliwiają wykrycie chorobotwórczych gatunków grzybów. Sprawny układ odpornościowy skutecznie zapobiega nadmiernemu namnażaniu się grzybów chorobotwórczych, stąd infekcje grzybicze występują dość rzadko. W przypadku obniżonej odporności (np. w przebiegu AIDS lub stosowania leków immunosupresyjnych) choroby grzybicze mogą przybierać niebezpieczne i rozległe postacie, jak np. grzybicze zapalenie płuc lub opon mózgowo-rdzeniowych. Badania mykologiczne powinny być wykonywane na zlecenie lekarza w sytuacji, gdy objawy chorobowe pacjenta wskazują na rozwój choroby wywoływanej przez ten rodzaj patogenów.

Badania bakteriologiczne nastawione są na diagnozowanie chorób rozwijających się w wyniku infekcji określonymi gatunkami bakterii chorobotwórczych. Choroby bakteryjne mogą dotyczyć praktycznie każdego układu i narządu, a ich objawy są znacząco zróżnicowane. W wielu lokalizacjach organizmu człowieka występuje prawidłowa, fizjologiczna flora bakteryjna. Jest to zbiór gatunków bakterii, które nie wywołują jakichkolwiek schorzeń, a ich obecność jest wręcz korzystna. Bakterie obecne w układzie pokarmowym wspomagają procesy trawienia oraz odpowiedzialne są za syntezę licznych, niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu związków, jak np. witamina K biorąca udział w procesach krzepnięcia lub flora bakteryjna pochwy, która skutecznie chroni układ moczowo-płciowy przed zakażeniami innymi rodzajami bakterii, których rozwój mógłby prowadzić do pojawienia się objawów chorobowych.

Wykonanie posiewu polega na przeniesieniu próbki uzyskanego materiału biologicznego na właściwe podłoże oraz obserwowanie wzrostu określonych rodzajów drobnoustrojów chorobotwórczych. Dzięki temu postępowaniu możliwa jest ich identyfikacja oraz wykonanie antybiogramu. Antybiogram pozwala na ocenę skuteczności poszczególnych rodzajów antybiotyków w stosunku do konkretnego szczepu bakterii. Dzięki temu lekarz otrzymuje nie tylko informację o przyczynach choroby, ale także o najskuteczniejszym w przypadku danego pacjenta leczeniu.