以核酸为基础的方法是测定从微生物中提取的微生物特异性DNA或RNA序列。序列在体外可以或者不可以被扩增。
基于核酸（分子）的鉴定方法在临床应用已越来越普遍;由此产生的快速鉴定结果可使患者能够接受特定的抗菌治疗，从而避免因经验性治疗或潜在的不合理用药导致疗程延长。
以核酸为基础的方法通常具有高特异度、高灵敏度，可用于检测所有种类的微生物，并可快速提供结果。结果能够快速得到。因为每个检测通常是针对特定的微生物，临床医师必须知道可能的诊断以此来进行相应的监测。 例如，当一个有流感症状的病人来就诊，而当时流感季节已经结束了，那么去做更普遍的病毒诊断性试验（例如病毒培养）远好于去做流感相关的特异性检测，因为其他的一些病毒（如副流感病毒、腺病毒）可能就是病因。
最近的进展已经使得多重分析得到了发展，其中一个基于核酸的试验可以检测并区分≥2个的致病微生物。多重检测目前可用于检测生物战剂、严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型变种和某些呼吸道病原体（即，多重检测包括一组呼吸道病毒，如呼吸道合胞病毒、腺病毒、流感、副流感，以及非病毒病原体，如肺炎球菌、支原体和衣原体）。多重测定与单靶测定具有相似的灵敏度和特异性，但大多是定性的，在给定的患者中可能更难解释。
基于核酸的检测是定性的，但针对有限却数量不断增加的感染（如 乙肝病毒丙肝病毒 乙型肝炎病毒，急性 乙型肝炎通常是由非肠道传染的DNA病毒引起的。它引起病毒性肝炎的典型症状，包括厌食，不适，和黄疸。可发生暴发性肝炎和死亡。慢性感染可导致肝硬化和/或肝细胞癌。诊断是通过血清学检测。采用支持治疗。接种疫 苗具有保护作用，暴露后使用乙肝免疫球蛋白可预防或减轻临床疾病。 （也见 肝炎的原因, 急性病毒性肝炎概述, 和 慢性乙型肝炎.) 乙型肝炎病毒（HBV）是有最完全特征的和复杂的肝炎病毒。传染性颗粒包括病毒核心和衣壳。核心由环状双股DNA和... Common.TooltipReadMore 、 HIV 诊断 由人免疫缺陷病毒（HIV）的两类相似的反转录病毒（HIV-1和HIV-2）感染引起CD4+T细胞损伤和细胞免疫功能破坏，进而导致发生某些感染和肿瘤的危险性增加。最初的感染可能导致不典型的发热性疾病。之后，由HIV感染所带来的疾病风险取决于免疫缺陷的程度，也即CD4+T淋巴细胞的减低程度。病毒可直接损... Common.TooltipReadMore 
、 巨细胞病毒 诊断 巨细胞病毒（CMV，人类疱疹病毒5型）感染可以导致很多严重程度不同的感染。没有严重咽炎的传染性单核细胞增多症综合征是常见的。严重的局部病变，包括视网膜炎主要发生在HIV感染患者，此外在接受器官移植的患者和其他免疫缺陷患者中也有发生。严重的全身性感染主要是在新生儿和免疫缺陷者中发生。实验室检查可以帮助诊断，主要方法有培养、血清学检查、组织活检、抗体和核酸检测。更昔洛韦和其他抗病毒药物对该病特别是视网膜炎有效。... Common.TooltipReadMore 、人T淋巴细胞病毒）可以采用定量方法；这些方法可用于诊断和监测对治疗的反应。
未扩增核酸检测技术
靶向核酸序列但不需要扩增这些序列的技术通常局限于生物体首次培养或在样本中高浓度存在的情况（如在A组链球菌引起的 咽炎 检查 咽喉疼痛是吞咽或无吞咽时咽后部的疼痛。疼痛会很严重；很多患者因此拒绝进食。 咽炎源于感染，最常见的病因是 扁桃体咽炎 某些少见情况下，脓肿和会厌炎会诱发本病，尽管不常见，但应引起充分的重视，因为其可能影响气道通畅。 扁桃体咽炎主要是病毒感染引起，其次是细菌感染所致。 Common.TooltipReadMore 
、由 沙眼衣原体 衣原体和支原体粘膜感染 性传播的尿道炎、宫颈炎、直肠炎和咽炎（不是由淋病引起的）主要由衣原体引起，支原体引起的频率较低。衣原体还可引起输卵管炎、附睾炎、肝周围炎、新生儿结膜炎和新生儿肺炎。未治疗的支原体输卵管炎可能转为慢性、没有明显症状，但是后果严重。诊断依靠培养、抗原检测或核酸测定。治疗通常使用多西环素或阿奇霉素。 （另见 性传播感染疾病概述。） 几种病原体均可造成性传播的非淋球菌性女性宫颈炎和男女两性的尿道炎、直肠炎和咽炎。这些生物包括... Common.TooltipReadMore 
或 淋病奈瑟菌 淋病 淋病由奈瑟淋球菌Neisseria gonorrhoeae感染引起。其一般感染尿道、宫颈、直肠、咽或结膜，导致刺激症状和化脓性改变。较少播散至皮肤和关节。显微镜镜检、培养或核酸扩增检测可用于诊断。数种口服及注射用抗生素可用于治疗，但不断增长的耐药是一个问题。 （另见 性传播感染疾病概述。） N. gonorrhoeae奈瑟淋球菌是一种革兰氏阴性双球菌，仅仅出现在人类并且几乎总是经由性接触途径传播。尿道和宫颈内... Common.TooltipReadMore 
引起的生殖器感染）。
核酸扩增
核酸扩增技术是将少量微生物DNA或RNA复制许多倍，这样就可以对样本中非常微量的微生物进行检测，并且不需要进行培养。 这些技术尤其适用于通过培养或者用其他方法检测有困难的病原（如病毒、专性细胞内病原体、真菌、分枝杆菌等），或者那些微量存在的微生物。
这些检验可能涉及
靶片段扩增（如PCR[聚合酶链反应]、逆转录酶-PCR [RT-PCR]、链移位扩增、转录扩增）
信号放大（如分支DNA测定、杂交捕获）
探针扩增（如连接酶链式反应、切割酶侵入、循环探针）
扩增后分析（如扩增产物测序、微阵列分析和实时PCR过程中的熔解曲线分析）
在送至分子诊断实验室之前，合理的标本采集及保存是非常重要的。由于扩增技术非常灵敏，来自样本或者设备的微量污染都可导致假阳性结果。
尽管具有很高的灵敏度，但是有时即使患者已出现临床症状时仍有假阴性结果（如 西尼罗河病毒感染 西尼罗河病毒 西尼罗河病毒是一种黄病毒，现在是美国 虫媒病毒脑炎的主要原因。 大多数患者没有症状或症状很轻。大约每 150 名患者中就有 1 名发生涉及中枢神经系统的严重感染。诊断是通过血清学检测。治疗是支持性的，密切监测严重感染。 西尼罗河病毒于 1999 年在纽约市首次传入美国。它现在存在于所有 48 个毗邻州（不在阿拉斯加）、加拿大南部、墨西哥、中南美洲和加勒比群岛。西尼罗河病毒还广泛分布于非洲、中东、南欧、前苏联、印度和印度尼西亚。... Common.TooltipReadMore ）。 假阴性结果可以通过以下方法最小化：
避免使用木制柄的或者头端为棉的拭子（拭子应能用于扩增检测）
迅速将标本转运
转运时间>2小时的标本应冷藏或冷冻
在核算扩增检测中冰冻是最典型的标本保存方法。 然而如果怀疑的病毒本身不稳定（如水痘-带状疱疹病毒，流感病毒，HIV-2）或者需要进一步做病毒培养（标本冷冻后可能无法用于标准培养），那么标本应该冷藏保存而不是冷冻。
