痰培養是呼吸道感染病原學診斷最常用的方法，同時，痰培養的檢驗結果及藥敏試驗在指導臨床抗生素使用方面也發揮了非常重要的作用。
標本采集方法
醫師或護士直視下采集標本，病人先漱口，去除表面的菌群，讓病人深咳，收集從下呼吸道咳出的痰液。臨床上約半數咳痰標本不合格！
咳痰途經口咽部，不可避免地受到污染。唾液中口咽部定植菌的濃度可達108 ～109/ml。研究顯示，國內常規痰標本中約半數存在唾液嚴重污染現象。
標本判斷標準
外觀：觀察顏色、粘度、有無血絲或膿。若標本為水狀且很明顯是唾液，則應拒收。
為了判定是否來自下呼吸道的痰，需檢查是否為合格的痰標本。白細胞＞25個/低倍鏡視野、鱗狀上皮細胞＜10個/低倍鏡視野為合格標本。采集合格標本對細菌的診斷極為重要。
采集指征
凡是發熱、咳嗽和咳痰，痰呈膿性、粘稠或血性，并伴有胸痛、氣急，肺部聞及濕羅音，外周白細胞總數及中性粒細胞比例明顯增高，X線檢查提示肺部有炎性浸潤或胸腔積液，甚至出現感染性休克和呼吸衰竭等患者，應采集痰液或下呼吸道標本。
對可疑烈性呼吸道傳染病（如SARS、肺炭疽、肺鼠疫等）患者采集檢驗標本時必須注意生物安全防護。
采集方法
自然咳痰法 以晨痰為佳。用清水反復漱口，用力咳出呼吸道深部的痰，痰液直接吐入無菌容器中，盡快送檢。否則有的細菌（如肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌）在外界可能死亡。不能及時送檢的標本，室溫保存≤2h。要求采到肺深部的痰液，不要唾液。
在抗生素應用前采集痰標本。標本采集后1～2h內最好立即進行實驗室處理。咳痰標本應用最早且廣泛，但也是最受爭議的標本
。取標本前應摘去牙托，清潔口腔如刷牙和漱口;深咳，采集標本過程中要有專業的醫務人員指導。對于細菌性肺炎，痰標本送檢每天1次，連續2～3天。不建議24h內多次采集，除非痰液外觀性狀改變。懷疑分枝桿菌感染者，應連續收集3天清晨痰液送檢。
小兒取痰法 用彎壓舌板向后壓舌，用棉拭子深入咽部，小兒經壓舌刺激咳嗽時，可噴出肺部和氣管分泌物，粘在棉拭子上送檢。幼兒還可用手指輕叩胸骨柄上方，以誘發咳痰。
支氣管鏡采集法：經支氣管鏡直接吸引、支氣管肺泡灌洗、防污染樣本毛刷。
注意事項
痰標本不能及時送檢者，可暫存4℃冰箱。室溫下耽擱數小時，定植于口咽部的非致病菌過度生長而肺炎鏈球菌、葡萄球菌和流感嗜血桿菌檢出率則明顯降低。
在臨床上咳痰仍是診斷肺部感染最常用的標本，但咳痰也最易被口咽部正常菌群污染。痰液標本的細菌學檢驗，必須區分是病原菌還是來自上呼吸道的正常菌群。經過洗滌處理的痰液或自氣管鏡采集及氣管穿刺所獲標本，結果比較可靠。
由于口腔和咽部存在大量的革蘭陽性和革蘭陰性厭氧細菌，而且缺乏可靠的方法區分它們究竟是致病菌還是定植菌，因此不主張對咳痰標本進行厭氧菌培養。
約有1/4～1/2肺部感染患者可能發生菌血癥，應同時做血培養。