Cada grupo de microrganismo requer uma série de análises de caracteres taxonômicos específicos. Assim, a identificação dos microrganismos pode ser feita por diferentes técnicas, e, na maioria dos casos, é necessária uma combinação de técnicas, na chamada taxonomia polifásica. Essa vem ganhando força nas últimas décadas. A taxonomia clássica constitui a técnica mais antiga e baseia-se em estudos culturais e microscópicos.

A partir dos anos 1980, técnicas moleculares foram desenvolvidas, e hoje se utiliza especialmente a análise dos genes mais conservados (ribossomais), como 16S RNAr para procariotos, 18S RNAr, região intergênica entre o 5S RNAr e o 18S RNAr para eucariotos. Outros genes conservados, que codificam proteínas essenciais para os microrganismos, são usados complementarmente, e, com as novas técnicas de sequenciamento, o sequenciamento de nova geração, genomas inteiros podem ser obtidos com maior facilidade, permitindo a identificação precisa de um número crescente de microrganismos. Outras técnicas baseadas em cromatografia e espectrometria (MS) também podem ser usadas para tipificação de microrganismos com base na composição de ácidos graxos e proteínas celulares.

Diferentes abordagens da técnica MS, baseada em sistemas de ionização e detecção, vêm sendo desenvolvidas e utilizadas principalmente para fungos e bactérias, a partir da técnica de ionização por adsorsão a laser assistida (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization – Maldi), seguida pela detecção em um analisador tipo tempo de voo (Time of flight – TOF). Alguns vírus são identificados com base em estruturas típicas observadas por microscopia ótica, como os corpos de oclusão de forma poliédrica, porém a maioria requer análises por microscopia eletrônica de partículas purificadas de vírus. Melhor identificação desses agentes infecciosos é obtida com análises moleculares a partir de DNA das partículas virais.
Os critérios mínimos de taxonomia e sistemática para cada grupo de microrganismos são estabelecidos por comitês formados por especialistas internacionais. Créditos Embrapa.