一、培養方法
結核桿菌培養是依據結核桿菌的生長規律，根據營養和代謝需要的條件，人工營造提供出有利于結核桿菌生長而抑制其他細菌生長的環境，達到分離出結核桿菌的目的。結核桿菌培養中依據培養基形狀的不同主要分為固體培養基和液體培養基，據此可將培養方法分為固體和液體培養。固體培養主要有以雞卵液為基質并含高濃度孔雀綠抑制其他細菌生長的羅氏、改良羅氏培養基及以瓊脂為基質的Middlebrook7H10或7H11。固體培養成本低、污染率低，培養成功率高，通過觀察形成的菌落形態能得到初步的鑒別，適于各級實驗室的廣泛使用，但固體培養相對時間較長，陰性培養結果需要觀察8周，陽性培養結果平均需要3～4周才能觀察到明顯的菌落，較長的培養時間降低了臨床應用價值。
二、液體培養
液體培養方法即結核桿菌在液體培養基中生長，因液體培養基營養成分復雜并往往添加了促生長因子，能為結核桿菌的生長提供充分的營養；且結核桿菌在液體環境中生長能充分接觸營養物質對營養物質的吸收更加充分；此外，液體培養還加人多種的抗菌素能抑制雜菌的生長。
(一)手工法培養
手工法使用的液體培養基以Middlebrook系列為主為復合型培養基，有基質、營養增加劑和抗生素組成，也有商品化的組分出售，使用時將不同組分混合，此種培養基多用于科研、疾病監測。主要有Middlebrook 7H9和Sauton培養基。
(二)自動法培養
為了能提高結核桿菌檢測效能，簡便培養操作、縮短培養時間，自動化的結核桿菌培養系統被發展。
1．BACTEC 460系統：1969年Deland and Wagner發明了采用放射性14C棕櫚酸為底物，檢測細菌在液體培養基生長過程中釋放出的含有放射性的14CO2，計算出細菌生長指數GL的半自動檢測系統。1980年該項技術被應用到了結核桿菌培養中，BACTEC 460 TB分枝桿菌培養和藥敏檢測系統出現了。該檢測系統能自動檢測結核桿菌在液體培養基中的生長狀況，對涂陽和涂陰標本都有很好的分離培養效果，與傳統L—J培養方法比較分離培養臨床標本的陽性率能提高15％～20％，且培養時問較L—J培養方法的3～5周時間縮短為8～14 d。
2．BACTEC MGIT 960系統：BACTEC MGIT 960系統是在BACTEC 460 TB基礎上改進的，使用了分枝桿菌生長指示管(MGIT)。MGIT培養管底部的硅樹脂中含有氧淬滅熒光劑，當分枝桿菌生長過程中吸收散布在培養管中的O2，排放出CO2，隨著管中O2的逐漸損耗，熒光劑不再被抑制，當使用紫外光進行觀察時，MGIT培養管便會發出熒光。并且，熒光的強度直接與O2的消耗成正相關。MGIT在BACTEC MGIT 960系統上使用，該系統能定時收集結核桿菌生長過程中產生的化學信號等變化，自動報告監測結果，實現了結核桿菌培養的全自動化的。BACTEC MGIT 960解決了BACTEC 460 TB放射物質污染的問題，對環境和實驗人員更加的安全。
3．BacT/ALERT 3D系統：BacT/ALERT 3D檢測系統是通過檢測液體培養基中釋放CO2的量來確定是否有細菌生長的。當分枝桿菌在培養管中生長過程中代謝產生CO2，這時培養瓶底部的透氣傳感器顏色會發生變化使系統監測的反射率增加，發光二極管(LED)將光線投射到傳感器上，由一個光電探測器測量反射光，產生的CO2越多，則被反射的光就越多，將產生CO2的量值與標本瓶中初始的CO2水平相比較，通過儀器報告陽性或陰性。
4．VersaTrek分枝桿菌液體培養系統：分枝桿菌液體培養VersaTrek依據壓力傳感檢測技術，集中了血培養和結核桿菌培養，但該技術因生物安全和操作技術缺陷限制了在結核病實驗室的使用。
總之，液體培養能提高結核桿菌分離陽性率，縮短培養時間；但是，液體培養不能根據肉眼觀察菌落形態，培養陽性產物，需涂片染色鏡檢判斷是否是結核桿菌；自動化的檢測設備能簡便檢測操作，降低實驗室生物安全風險，但成本大幅的提高，增加了診斷費用。
三、藥敏試驗培養方法
為獲得結核桿菌是否對藥物的耐受性，經常在體外使用藥敏試驗培養方法進行檢測，藥敏試驗方法就是在含一定藥物的培養基上接種一定數量的結核桿菌，當結核桿菌能在抑制其生長的最低藥物濃度(MIC)下生長時被界定為耐藥菌株，反之則定為敏感菌株。藥敏試驗使用的培養基主要有固體和液體培養基；主要的方法有絕度濃度法和比例法。絕度濃度法將10-3 mg結核桿菌接種于高、低兩個藥物濃度的培養基上，試驗結果能在一定程度上反映結核桿菌的耐藥程度，但絕對濃度法對結核桿菌的接種量要求十分嚴格，接種量過大會產生假耐藥結果。比例法能減少絕對濃度法對結核桿菌接種量的嚴格要求，比例法將高、低兩個濃度的結核桿菌同時接種于含藥和空白對照培養基上，通過比較含藥和空白培養基上生長的CFU，當生長在含藥培養基的菌群大于空白培養基生長菌群1％時，則判為該結核桿菌耐藥，反之，則判為敏感。
四、液體藥敏試驗培養方法
2008年WHO制定和發布了二線抗結核藥物的藥敏試驗指導性文件。發布規定了一、二線藥物試驗中不同培養基使用的藥物含量，固體培養基有LJ、7H10和7H11，液體培養基為BACTEC 460和BACTEC MGIT 960。當今結核病實驗室使用的液體藥敏試驗方法主要為BACTEC MGIT 960的改良比例法藥敏試驗。BACTEC MGIT 960有一線結核藥物(異煙肼、利福平、乙胺丁醇和鏈霉素)培養基，還有獨特的吡嗪酰胺培養基，因吡嗪酰胺僅能在酸性的環境下發揮作用，在中性pH值培養基不能發揮作為，一般培養基不能進行此項檢測。對于二線藥物，BACTEC MGIT 960尚未推出商品化的培養基，需要使用者自己添加藥物配制，WHO推薦了用于BACTEC MGIT 960培養基中的二線藥物含量。
五、質量控制
實驗室中只有受到質量控制的試驗方法才能保證檢測結果的準確性。《分枝桿菌分離培養標準化操作程序及質量保證手冊》是國家結核病參比實驗室參照WHO推薦的方法對結核桿菌培養制定的質量控制程序，對于常規結核病實驗室培養的質量控制有兩個參考指標，一定時期內的污染率和涂陽培陰率，培養污染率應控制在2％～5％；針對初治結核病患者的涂陽培陰率應控制在10％內。若培養污染率小于2％，表明該實驗室在分離培養前期去污染過程分枝桿菌被殺滅太多，存在過度處理的問題；若污染率大于5％，又表明去污染不充分雜菌沒有被殺滅，前處理不夠。但通常液體培養污染率要高于固體培養，對于液體培養更加要防止操作過程的污染。涂陽培陰率若高于10％，則表明該實驗室涂片顯微鏡檢查質量有問題或培養技術達不到要求。
總之，結核桿菌液體培養能提高結核病檢測靈敏度，液體培養和液體藥敏試驗能縮短檢測時間，自動化的操作能提高檢測效率及實現結果判定的標準化；液體培養和液體藥敏試驗適用于結核病及耐藥結核病的診斷發現、療效評價及流行病學監測。