Diagnostinen mikrobiologia on tieteiden erikoisala, joka keskittyy mikrobiologian soveltamiseen lääketieteelliseen diagnoosiin. Kuten muutkin mikrobiologit, diagnostiset mikrobiologit työskentelevät yleensä laboratorioympäristössä, jolloin he voivat käyttää erilaisia laitteita, joilla he voivat tunnistaa ja tutkia kohtaamiaan organismeja. Tämän alan ihmiset voivat työskennellä laboratorioissa, jotka hoitavat sairaaloiden ja klinikoiden diagnostisia testejä, ja he voivat myös työskennellä tutkimuksessa ja kehityksessä auttaakseen kehittämään uusia diagnostisia tekniikoita ja hoitoja mikrobi -infektioille.
Mikrobeilla, kuten bakteereilla, alkueläimillä ja sienillä, on rooli monissa sairausprosesseissa. Kun potilaalla on sairaus, jonka infektio aiheuttaa, lääkäri haluaa yleensä määrittää, mikä organismi on vastuussa, jotta paras hoito voidaan valita. Diagnostinen mikrobiologi ottaa näytteen, joka on kerätty potilaalta, ja viljelee sen nähdäkseen mitä kasvaa ja palauttaa tulokset lääkärille.
Sen lisäksi, että diagnostinen mikrobiologia osallistuu sairautta aiheuttavan organismin tunnistamiseen, se voi myös olla osa hoitosuunnitelman kehittämistä. Monet mikrobit ovat kehittäneet vastustuskykyä esimerkiksi lääkkeille, joten mikrobiologia saatetaan pyytää testaamaan erilaisia lääkkeitä viljellyn organismin kanssa löytääkseen tehokkain hoito. Kliinistä mikrobiologia voidaan myös pyytää etsimään merkkejä useista tarttuvista organismeista tai antamaan tietoa infektion patologiasta.
Diagnostista mikrobiologiaa voidaan soveltaa myös epidemiologiaan. Kliiniset mikrobiologit osallistuvat yleensä epidemioiden seurannan ja tutkimuksen alkuvaiheisiin, tunnistavat niihin liittyvät organismit, löytävät yhteydet niiden välillä ja auttavat kehittämään lähestymistavan epidemian pysäyttämiseksi ja tartunnan saaneiden ihmisten hoitamiseksi. Heidän taitojaan käytetään myös sen määrittämiseen, kuka kuuluu epidemiaan ja kuka ei, käyttämällä diagnostisia taitojaan jäljittääkseen infektioita niiden leviämisen aikana ja erottaakseen ihmiset, joilla on tavallisia infektioita, ja ihmiset, jotka ovat tarttuneet tarttuvaan epidemiaan.
Diagnostisen mikrobiologian alalla työskentelevillä on yleensä laaja koulutus. Koulutuksen luonne voi vaihdella sen mukaan, missä tutkija työskentelee. Esimerkiksi laboratorioteknikot, jotka viljelevät ja tunnistavat rutiininäytteitä, ovat yleensä vähemmän koulutettuja kuin ihmiset, jotka työskentelevät epidemiologeina, jotka käsittelevät uusia ja tuntemattomia organismeja kohdatessaan kansanterveydellisen uhan. Ihmisten, jotka ovat kiinnostuneita urasta diagnostisen mikrobiologian alalla, tulisi suunnitella paljon tieteen ja matematiikan kursseja.