Mikrobiyolojinin temel ilkeleri arasında şunlar yer alır: Koch postulatları: Bir hastalık ile mikroorganizmayı elde edebilmek için, mikroorganizma saf halde olmalıdır. Mikroorganizmaların izolasyonu ve tanımlanması: Mikrobiyoloji, mikroorganizmaların izolasyonuna, karakterinin tanımlanmasına ve nitelendirilmesine odaklanır. Kültür temelli yöntemler: Mikroorganizmalar, kültür, boyama ve mikroskobi yöntemleri ile çalışılır. Moleküler biyoloji yöntemleri: Doğada bulunan mikroorganizmaların büyük bir kısmı mevcut yöntemlerle kültürde izole edilemediğinden, DNA sekanslama gibi moleküler biyoloji yöntemleri de mikrobiyolojik çalışmalarda kullanılır. Kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımı: Klinik mikrobiyoloji, her bireyi ayrı bir olgu olarak ele alır ve inceler.