诊断主要根据病历纪录、病理学检查以及摄影图像（例如X光），但感染症最主要的诊断工具还是微生物培养。在培养基中提供适当物质，并置入患者检体样本培养，常用来诊断葡萄球菌或链球菌的细菌性感染。部分病媒无法被人工培养，尤其是多数病毒和钩端螺旋体。过去已发展出利用血清学标记物检查患者，甚至包括运用抗体作为检查方式之一。更新的技术可直接使用血液或分泌物中所含病毒或病原相关蛋白质等，作聚合酶连锁反应，不仅检验速度快，准确率亦大幅提升。
1．鉴别病原
过去根据柯霍氏法则的验证程序，可以大致确认疾病的病原是否具有传染性，这个法则成功地验证结核分支杆菌为结核病的病原；但在许多情况下这个法则无法如期运作。
2．确认流行范围
流行病学的发展对族群中的疾病研究也相当重要，当传染病爆发时，必须仔细细分事件为偶发性（sporadic）、地方病、流行病、大流行，以利医疗团队、公共卫生部门采取适当的应对措施。
当检验结果为阳性，必须尽快了解该种病原性的微生物对药物的敏感度或是抗药性（antibiotic resistance）以决定对患者施用抗生素的种类和剂量，依据抗药型（antibiogram）给予患者最有利的治疗方式，可减少广效抗生素（broad-spectrum antibiotic）的使用，进而减少可能产生之抗药性。
