Les méthodes moléculaires basées sur l'analyse de l'ADN, comme les sondes et les techniques d'amplification des acides nucléiques, représentent une technologie en plein développement dans le domaine du diagnostic des infections. La possibilité de donner un diagnostic plus rapide, plus sensible, d'obtenir rapidement une identification et un test de résistance pour un micro-organisme à croissance lente ou non cultivable représente un grand progrès. Les indications principales à l'utilisation de méthodes de diagnostic moléculaire (comme la PCR) en microbiologie médicale sont: a) la détection d'agents pathogènes directement dans les échantillons cliniques; b) l'identification précise des micro-organismes au niveau de l'espèce; c) la détection de gènes de résistance aux agents antimicrobiens; d) la détection de gènes codant pour des toxines ou pour d'autres facteurs de virulence. Cependant ces méthodes sont aujourd'hui encore onéreuses et souvent non automatisées et doivent souvent être faites en parallèle avec les méthodes conventionnelles, ce qui limite leur utilisation à large échelle.