Esquemàticament, la diagnosi etiològica es pot obtenir identificant directament l’agent infecciós o el paràsit de l’home responsable del trastorn amb una sèrie de proves complementàries que constitueixen l’anomenada diagnosi microbiològica directa, o bé a partir de la resposta immunitària de l’organisme infectat, la qual cosa s’anomena diagnosi microbiològica indirecta.
Per a realitzar la diagnosi etiològica, cal obtenir prèviament una mostra de líquids, secrecions o teixits infectats com ara sang, orina, secrecions respiratòries, líquid cefalorraquidi, secrecions genitals o secrecions de lesions obertes o tancades en la pell o les mucoses.
La diagnosi microbiològica directa es pot aconseguir per examen directe en primer lloc, és a dir, observant la mostra obtinguda en un microscopi, generalment prèviament tenyida amb mètodes especials; per cultiu en segon lloc, és a dir, afavorint el desenvolupament de gèrmens col·locant la mostra en un recipient que conté els elements idonis per a la seva reproducció; o finalment també es pot obtenir per la detecció de molècules microbianes específiques, com per exemple antígens de superfície, la qual cosa s’aconsegueix afegint a la mostra diversos elements que s’uneixen a aquests antígens, per exemple anticossos específics marcats d’alguna manera que en permeti l’observació.
La diagnosi microbiana indirecta es realitza bàsicament amb una sèrie de proves serològiques específiques, amb la finalitat de detectar la presència i la concentració d’anticossos específics de l’agent infecciós en la sang del pacient. També formen part de la diagnosi microbiana indirecta les anomenades proves cutànies, consistents en una sèrie de tests específics: s’inoculen per via subcutània antígens de microorganismes, per tal de valorar quina és la reacció immunològica de l’organisme.