Xét nghiệm vi sinh đóng vai trò rất quan trọng trong việc chẩn đoán bệnh nhiễm trùng để tìm ra căn nguyên bệnh, từ đó giúp bác sĩ có phương án điều trị hiệu quả nhất. Xét nghiệm vi sinh bao gồm nhiều phương pháp xét nghiệm và tùy từng loại bệnh nhiễm trùng mà bác sĩ sẽ chỉ định thực hiện các xét nghiệm vi sinh khác nhau.

Xét nghiệm sinh học phân tử có ý nghĩa khẳng định trong chẩn đoán bệnh nhiễm trùng. Tuy nhiên phương pháp này không làm được kháng sinh đồ. Để đánh giá kết quả các xét nghiệm miễn dịch phải dựa vào sinh bệnh học của từng loại vi sinh vật.

Nhiễm khuẩn hô hấp do vô số căn nguyên gây ra, chủ yếu vi khuẩn và virus. Tuy nhiên các triệu chứng lâm sàng đặc trưng cho các căn nguyên thường ít, dẫn đến việc chẩn đoán căn nguyên nhầm lẫn và điều trị kháng sinh quá mức. Do đó, việc chẩn đoán đúng căn nguyên nhiễm khuẩn để điều trị kháng sinh phù hợp là rất quan trọng.