Moleküler mikrobiyoloji laboratuvarında kullanılan yöntemler enfeksiyon hastalıklarının hızlı tanısı ve tedavi sürecinin erken başlamasına olanak sağlamaktadır. Kullanılan çoğu yöntemin temelinde polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) adı verilen ve alınan klinik örnekte çok az miktarlarda bile olsa mikroorganizma kaynaklı nükleik asitlerin çoğaltılmasını sağlayarak ve mikroorganizmanın tanımlanmasını sağlayan bir yöntem yer almaktadır. PZR temelli yöntemler, hastalık etkeninin doğrudan klinik örnekten saptanmasına izin vermektedir.