La majoria dels bacteris i els fongs es poden cultivar artificialment quan es col·loquen en medis que contenen els elements nutritius idonis i hom els manté en les condicions físiques òptimes per al creixement i la reproducció, és a dir, quan són conservats en un medi de cultiu adequat.
La diagnosi etiològica a través del cultiu dels microorganismes s’obté i es confirma amb dos tipus de procediments. Un d’ells és l’observació directa de la forma que adopten les colònies de microorganismes que es desenvolupen en el medi de cultiu al cap d’unes hores o uns dies de començat el procés. Aquestes formes, doncs, són prou característiques com per a deduir, en la majoria dels casos, quina és l’espècie de germen de què es tracta. L’altre procediment per a obtenir la diagnosi etiològica a partir del cultiu és la identificació dels microorganismes una vegada cultivats, de la mateixa manera que es realitza en l’examen directe, ja sigui aprofitant determinades propietats químiques o immunològiques. En aquests casos, la detecció dels gèrmens és més senzilla pel nombre abundant en què es troben després del cultiu.
D’altra banda, el cultiu artificial de microorganismes és indispensable per a la realització posterior d’un antibiograma, una prova de laboratori que serveix per a determinar quin és l’antibiòtic més eficaç per a combatre un microorganisme determinat. Per aquesta raó, el cultiu es realitza fins i tot en la majoria dels casos en què s’ha obtingut la diagnosi etiològica per examen directe.
Els microorganismes es cultiven artificialment sembrant-los o submergint-los en medis de cultiu adequats. L’elecció del medi de cultiu idoni és senzilla quan s’ha identificat el microorganisme per examen directe. En canvi, en la resta dels casos, els microorganismes se sembren en diversos medis de cultiu i se seleccionen segons les possibilitats de cada cas.
Per a realitzar el cultiu, la mostra de secrecions o líquids orgànics se submergeix en recipients transparents, com per exemple les anomenades plaques de Petri, que mantenen el medi de cultiu aïllat del medi ambient. Aquests recipients, alhora, es conserven a les temperatures adequades en cada cas en concret.
Els bacteris se solen cultivar en medis de cultiu formats per una substància extreta d’algues anomenada gel d’agar, a la qual s’afegeixen de vegades teixits orgànics d’animals i d’altres elements, com sèrum, hematies, sucres o hidrogen, segons l’espècie de bacteri de què es tracti. Els fongs se solen cultivar en un medi de cultiu anomenat medi de Sabouraud, ric en glucosa i de caràcter àcid. Els virus, que només es reprodueixen a l’interior de cèl·lules vives, es cultiven en medis de cultiu que contenen cèl·lules d’origen animal també vives, que al seu torn es cultiven i es reprodueixen amb diverses tècniques de laboratori.
El període de temps que necessita la formació de colònies després de la sembra de microorganismes oscil·la generalment entre 18 hores i 48. Quan la fase reproductiva dels microorganismes és llarga, com s’esdevé per exemple en els bacteris causants de la tuberculosi, pot ésser d’alguns dies.