1.实验室常用的检查方法包括涂片染色镜检、培养：涂片抗酸染色镜检可给临床提供一个初步的实验室诊断，其优点为简便，快捷，但敏感性较低。用金胺-若丹明(auramine-rhodamine)对涂片进行荧光染色后镜检，敏感性明显提高，对于角膜溃疡可直接刮取溃疡处组织进行抗酸染色镜检及培养;而LASIK术后瓣下浸润的患者则应掀开角膜瓣取材进行涂片和培养，NTM培养时间比普通细菌长，判定结果一般需7～60天。常用培养基有罗氏培养基，Middlebrook7H9，10，11培养基或吐温卵蛋白液体培养基。
2.细菌学检查：对疑为NTM肺病患者可取痰液涂片作抗酸染色，痰液培养，支气管灌洗标本培养，如抗酸染色阳性，应培养后鉴定，如2～3次培养为同一种NTM，即可诊断。对NTM脑膜炎，血源性播散性NTM患者可进行脑脊液，血液或骨髓培养。
3.分子生物学检查：分子生物学技术可快速、敏感、特异地对NTM作出诊断。其方法主要是聚合酶链反应(PCR)技术,还有核酸杂交技术和直接核酸测序。a.随机扩增多态性DNA(RAPD);b.PCR一限制性酶切图谱分析(PRA);C.膜芯片技术;d.核酸杂交技术。
4.病理学检查：对皮肤软组织NTM感染，NTM淋巴结炎可进行活组织病理检查，NTM淋巴结炎病理学特征为肉芽肿性炎症，而类上皮细胞及郎汉斯巨细胞形成的结核结节少见，不伴有中心干酪样坏死。
Mantoux皮肤试验：结核分枝杆菌与NTM有共同抗原，虽然PPD皮试可产生交叉反应，但仍有区别之处，取结核分枝杆菌的PPD-T与NTM的PPD-NTM同时进行皮肤试验，NTM患者对PPD-T硬结直径一般不超过15mm，如PPD-NTM皮试硬结直径比PPD-T皮试大5mm或25%以上，即可认为是NTM感染。
