จุลชีพสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
ในโปรคาริโอต ไวรัสถือเป็นจุลชีพที่เล็กและต่ำที่สุด มีเพียงสาย DNA หรือ RNA อย่างใดอย่างหนึ่ง ไม่สามารถเพาะเลี้ยงนอกเซลล์ได้ และไม่ถูกทำลายด้วยยาปฏิชีวนะ เนื่องจากยาปฏิชีวนะออกฤทธิ์ที่โครงสร้างอื่นของเซลล์ ไม่ใช่ที่สารพันธุกรรมโดยตรง
โดยทั่วไปการวินิจฉัยโรคติดเชื้ออย่างแน่ชัดคือการพบเชื้อต้องสงสัยในตัวอย่างที่มาจากในร่างกายของเรา สำหรับเชื้อที่ไม่สามารถเพาะขึ้นนอกเซลล์ได้ การวินิจฉัยที่แน่ชัดต้องอาศัยวิธีทาง PCR เท่านั้น ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง และเพียงการปนเปื้อนเล็กน้อยก็อาจทำให้แปลผลผิดไปได้ การตรวจเลือดหาหลักฐานของการได้รับเชื้อชนิดนั้น ๆ ที่เรียกกันว่า IgM antibody ก็ต้องรอให้ร่างกายสร้างขึ้นก่อน ซึ่งกินเวลาประมาณ 1-2 สัปดาห์ อาจไม่ทันการในบางโรค ในทางปฏิบัติแพทย์จะอาศัยประวัติ อาการแสดง อาจร่วมกับการตัดโรคอื่นที่อาการคล้ายกันที่สามารถตรวจได้ออกไป แล้วเริ่มการรักษา แล้วดูผลการรักษาเป็นหลัก แบบนี้เรียกว่า "วินิจฉัยจากผลการรักษา" (Therapeutic diagnosis) แม้วิธีนี้อาจไม่สามารถระบุตัวเชื้อก่อโรคได้โดยตรง แต่ก็พอจะระบุกลุ่มของเชื้อที่ก่อให้เกิดโรคของอวัยวะนั้น ๆ ได้
ยูคาริโอตแบ่งออกได้ตามคุณสมบัติ เช่น การเคลื่อนที่ จำนวนเซลล์ วิธีสืบพันธุ์ และวงจรชีวิต โดยสามารถแยกได้เป็นเชื้อรา โปรโตซัว หนอนพยาธิ และปรสิตภายนอก เช่น เหาและไร
การวินิจฉัยโรคที่เกิดจากกลุ่มยูคาริโอตมักง่ายกว่า เพราะมันตัวใหญ่พอที่จะเห็นรายละเอียดได้จากกล้องจุลทรรศน์ หรือแม้กระทั่งตาเปล่า อย่างไรก็ตาม การระบุเชื้อที่แน่ชัดสำหรับเชื้อราก็ยังคงอาศัยผลการเพาะเชื้อเป็นหลัก และสำหรับโปรโตซัวหรือหนอนพยาธิก็คือการพบไข่หรือตัวอ่อนของมันในระยะต่าง ๆ ภายในร่างกายของมนุษย์
จุลชีพสามารถแบ่งได้เป็นโปรคาริโอตและยูคาริโอต โดยแต่ละกลุ่มมีโครงสร้าง ขนาด และวิธีการดำรงชีวิตที่แตกต่างกัน การวินิจฉัยโรคติดเชื้อขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของเชื้อ เช่น ความสามารถในการเพาะเลี้ยงหรือการตรวจทางห้องปฏิบัติการที่เหมาะสม การเข้าใจความแตกต่างของจุลชีพแต่ละกลุ่มจึงมีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและการรักษาที่ถูกต้อง