Virüs, bakteri, mantar, küf, maya, protozoon gibi gözle görülemeyecek kadar küçük canlı mikroorganizmaların neden olduğu hastalıklarda, hangi mikroorganizmanın sorumlu olduğunu saptayan bilimdir. Bunun için şüpheli hastalığın etki ettiği sıvı, lezyon örneğini kullanarak vücut içinde (in vivo) koşulları vücut dışında, laboratuvar koşullarında da (in vitro) oluşturarak sorumlu organizmanın izole edilmesini sağlar (kültür). Ayrıca yine in vitro koşullarda o mikroorganizmayı yenebilecek ajanları da saptayıp klinisyenin tedavide kullanabileceği yönteme ışık tutar.
Mikrobiyolojinin hizmet ettiği ana bilim dalı Enfeksiyon hastalıkları bilim dalıdır.
Mikrobiyolojik testler ana gruplarıyla;
- Özel boyalarla inceleyerek yapılan bakteriyel identifikasyon (tanı) testleri,
- Özel besiyerleri kullanılarak laboratuvarda hasta örneklerinden üretilerek yapılan testler,
- Çeşitli kimyasal reaktifler kullanılarak organizmanın metabolizmasıyla ilgili reaksiyonlar yardımıyla tanımlamak,
şeklinde sınıflandırılabilir.