痰中的微生物種類較多，在部分的是咳痰量混入的上呼吸道正常菌群。當支氣管與肺部有感染時，可于痰中出現相應在的病原菌，如金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、肺炎克雷伯菌、結核分桿菌等。可取痰作涂片染色檢查，最常用的是革蘭氏當。還可進行培養，當有致病生長時需作藥物敏感試驗，對選擇敏感的抗菌藥物有幫助。
當懷疑結核感染時可采用：①抗酸染色；②金胺O染色；金胺O為熒光染料，可使結核分支桿菌著色，較經曲的抗酸染色陽性率高；③結核分支桿菌富集試驗，是采用沉淀或漂浮法，使痰中結核分枝桿菌富集后粉筆片染色檢查，陽性率較直接涂片法高。