人體受病菌感染後，經一定時間產生抗體，抗體的量隨病菌感染過程而增多，表現為效價升高。因此用已知的細菌或抗原檢測患者體液（主要為血清）中有無相應抗體及抗體量的動態變化，可輻助診斷。一般采用血清進行試驗，故又稱為血清學試驗。血清學試驗適用於抗原性較強的病原菌及病程較長的傳染病診斷。
正常人如已經受過某些病原菌隱性感染或近期進行過預防接種，血清中可能含有對該種病原菌的一定量的抗體，因此必須有抗體效價升高或隨病程遞增才有參考價值。例如傷寒患者血清抗體的檢查稱為肥達氏試驗（Widal test，即將患者血清不同稀釋後，與傷寒、副傷寒菌抗原在試管中做凝集反應。根據最高血清稀釋度仍有明顯凝集的血清抗體效價，結合患者具體情況作為診斷。多數血清學試驗的診斷需取患者雙份血清，即一份在疾病的急性期，另一份在恢複期（一般為2～6周後），當抗體效價升高4倍以上方有診斷價值。因此血清學診斷主要為病後的回顧性診斷。但目前有利用檢測某些細菌某些細菌特lgM抗體的早期診斷方法。此外，在檢測測抗體時至少應有懷疑可能致病細菌的線索方可采用相應抗原，否則就無從選擇做何種血清學試驗。有些患者因早期使用抗生素治療，細菌在體內繁殖不多，患者可不產生抗體，因而並非每一患者均有抗體效價升高的表現。然而當病原菌未能被檢出時，有些患者仍可通過血清抗本效價的升高予以診斷，因此檢測細菌是互相輔助的診斷方法。
三、檢測細菌遺傳物質
通過檢測病原體遺傳物質來確認病原體也許是檢查病原體為直接的方法了。目前比較成熟的技術包括基因探針技術和PCR技術。
（一）基因探針技術
用標記物標記細菌染色體或質粒DNA上的特異性片段製備成細菌探針，待檢標本經過短時間培養後，經過點膜、裂解變性、預雜交和雜交後，利用探針上標記物發出的信號可以知道雜交結果並判斷病原體的性質。基因探針技術操作比較複雜，加之同位素汙染等問題，目前尚不能普及應用。近年來發展起來的地高辛標記的非同位素探針，從探針標記到雜交都很方便，隻是價格昂貴，仍限於科研應用，尚不能普及。
（二）PCR技術
這是八十年代末發展起來的一項極有應用價值的技術，設計病原體基因的特異引物，細菌標本（不經培養）經過簡單裂解、變性後，就可在PCR儀上進行擴增反應，經過25～30個循環，通過瓊脂糖電泳即可觀察擴增結果，檢出病原體。這種技術的特點是簡便、快速。它尤其適於那些培養時間較長的病原菌的檢查，如結核杆菌、支原體等。PCR高度的敏感性使該技術在病原體診斷過程中極易出現假陽性，避免汙染是提高PCR診斷準確性的關鍵環節。
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