برای ساده شدن توضیح، می توانیم میکرب ها را مانند مجرم های نامرئی ببینیم که وارد قلعه بدن می شوند و خرابکاری می کنند. برای یافتن و تعیین هویت این مجرم ها راه های مختلفی وجود دارد. بطور ساده برای تشخیص این میکرب های خرابکار، یا باید خود مجرم را پیدا کنیم یا رد پای مجرم را.

فرض کنید کسی مبتلا به بیماری سل ریه است و در خلط او میکرب سل وجود دارد.
اگر تعداد و غلظت باکتری سل در خلط زیاد باشد، با بررسی مقداری از خلط زیر میکروسکوپ می توانیم مجرم ها را ببینیم. ممکن است تعداد و غلظت میکرب های سل در خلط آنقدر بالا نباشد که زیر میکروسکوپ بتوانیم آن ها را ببینیم؛ ولی وقتی خلط را روی محیط کشت قرار می دهیم، بعد از مدتی میکرب تکثیر می شود و از روی رشد میکرب متوجه حضور و هویت آن می شویم. مثل خاکی که از وجود بذر در آن آگاه نیستیم ولی بعد از چند روز بارندگی با رشد سبزه ها از وجود بذرها آگاه می شویم.
ممکن است میکرب براحتی قابل دیدن یا کشت دادن نباشد و یا زمان ما برای تشخیص محدود باشد. در روش پی سی آر، ماده ژنتیکی میکرب را به قدری تکثیر می کنند که قابل تشخیص می شود.
راه دیگر، تشخیص سم ترشح شده توسط میکرب است. مثلا در بیماری بوتولیسم، سمی که باعث ایجاد بیماری است را می توان در غذای آلوده پیدا کرد.
راه دیگر تشخیص میکرب، ردیابی واکنش بدن به آن است. مثلا در عفونت ادراری، در آزمایش ادرار، گلبول های سفید یافت می شود که نشانه واکنش بدن به میکرب ادراری است. نشانه دیگر، یافتن پادتن ها (آنتی بادی) آن میکرب در خون است. یعنی ماده ای که دسته ای از گلبول های سفید، بدن برای خنثی کردن آن میکرب می سازد.

برای هر میکرب می توان از یک یا ترکیبی از این روش ها استفاده کرد. مثلا برای تشخیص ویروس اچ آی وی، هم روش پی سی آر و هم روش یافتن قسمتی از بدنه ویروس در خون و هم یافتن پادتن ویروس کاربرد دارد.
بطور خلاصه روش های مهم تشخیصی میکرب در بیماری های عفونی شامل یافتن خود میکرب و یا اجزای آن و یا یافتن رد پای میکرب در بدن است. این روش ها بطور خلاصه عبارتند از:

اسمیر
کشت
بررسی آنتی ژن یا توکسین میکرب
پی سی آر
بررسی آنتی بادی میکرب
بررسی نمونه های بدن، مانند خون و ادرار از نظر گلبول سفید یا مواد شیمیایی نشانگر عفونت