致病性微生物是感染發生的主因，而宿主的生理狀況會影響疾病發展的程度。這一類的檢體，在收集，處理上必須非常小心，因為有可能造成傳染到實驗室的工作人員，其它的事務性工作人員，甚或其它的病人。
檢體來源：
有關微生物檢體來源，臨床檢驗室會碰上的都是病人身上取下來的，這包括血液，膿，傷口，尿液，痰，糞便，生殖道，腦脊髓液，體液，眼，耳，等等。收集過程須注意下列事項：
1. 檢體的標示：病人的資料，檢體的部位，收集時間，推測可能之病原體，先前的感染資料，抗生素治療與否。
2. 避免汙染：使用無菌容器，厭氧培養應該使用針筒抽檢，或使用含charcoal培養基送檢。組織培養應用含二氧化碳的培養基，避免容器外面沾到檢體。
3. 檢體保存：儘速送至檢驗室是基本原則，但是許多種檢體可以冷藏保存數個小時(不是冷凍)，但是懷疑 meningococcus 的腦脊髓液應孵育保存。尿液一般以冷藏為原則，如果檢體很少，有可能乾掉，應將棉棒以無菌生理食鹽水維持潮濕。
4. 採檢：採檢應該在使用抗生素之前，並且需瞭解疾病病原在人體侵犯路線部位與患部能發現病原的時機。
診斷細菌性疾病
細菌培養的目地是希望找出感染致病的病原，有的是一種病原特異性的造成一種疾病，如 Mycobacterium tuberculosis 對應肺結核 ; 有的是一種病原造成不同的感染方式，如 Staphylococcus ; 而厭氧菌常造成組織局部壞死，又常常被分離出兩種以上的細菌。抗藥性試驗，則是對於分離出來的細菌，體外投予藥物，記錄能否抑制細菌的生長，以 sensitive(susceptible)，intermediate，resistant 來表示。
診斷寄生蟲性疾病
寄生蟲性感染通常無法在一次的送檢中得到正確的診斷。
寄生蟲體的多寡是最主要的決定因素，大部份的感染是由糞便或血液中診斷出來的。
而病人一般會有嗜酸性白血球增多的現象。
診斷霉菌性疾病
廣泛使用抗生素以及免疫抑制藥物，造成霉菌感染在目前更為普遍，主要分成表皮，皮下，以及全身性的霉菌感染。患部先用
70% 酒精擦拭後，再用無菌手術刀片，或木製壓舌片刮下皮屑，放置於有蓋無菌容器。
診斷螺旋菌，霉漿體疾病
通常實驗室使用血清學抗體測定來診斷這類不易培養的病源。
診斷病毒疾病
通常實驗室也是使用血清學抗體測定來診斷病毒感染，但是病毒培養可以提供正確的診斷，聚合脢鏈反應
(PCR) 是快速成長的診斷方法，直接測定病毒核酸的存在。
診斷感染性病原的方法
1. 抹片觀察
2. 染色觀察，Gram stain，acid-fast stain
3. 培養。
4. 血清學鑑定。
5. 皮膚測驗。
感染性疾病血清學
細菌性：
梅毒，Syphilis
衣原體，Chlamydia，介於病毒與細菌間的微生物
鏈球菌，Streptococcus
病毒性：
Epstein-Barr Virus
德國痲疹，Rubella
肝炎病毒，Hepatitis A，B，C，D，E
人類免疫缺損病毒，HIV
Herpes Simplex Virus
CMV，influenza，adenovirus，mumps，measles
霉菌性：
全身性霉菌疾病，如 Aspergillosis
白色念珠菌，Candida
新隱形球菌，Cryptococcus
寄生蟲性：
弓漿蟲，Toxoplasma gondii
阿米巴，Amebiasis
霉漿體，Mycoplasma pneumoniae
病毒傳染途徑
出口 路徑 入口 舉例
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呼吸道 唾液，接吻 口 成人 EB 感染
唾液，牙醫工作 口，皮膚 Hepatitis B，Herpes
呼吸道分泌物 口，呼吸道 Rubella，Mumps,
嬰兒 RSV
空氣 呼吸道 Influenza，Measles
口至手 咽喉 HSV，Enterovirus,
Rhinovirus，兒童 EB
胃腸道 糞便至手 口 Hepatitis A，Rota,
Enterovirus
水，牛奶，海鮮 口 Hepatitis
皮膚 空氣 呼吸道 Smallpox
皮膚 磨傷之皮膚 Warts
血液 蚊，蝨 皮膚 Arbovirus，Dengue
Togavirus
輸血 皮膚 Hepatitis B，C，D
CMV，EB，HIV
尿液 機會很少 ? CMV，Measles，
Mumps，Congenital rubella
生殖道 性交 生殖器官 HSV，CMV，
Rubella，Hepatitis
胎盤 垂直感染 血液 TORCH，Hepatitis
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