A partir de los síntomas que presenta el enfermo, el médico sospechará el tipo de microorganismo que probablemente esté causando la infección y, en consecuencia, solicitará que se realicen uno o más cultivos: para bacterias, para virus o para hongos.
En el caso de cultivo para bacterias, una porción de la muestra de esputo se somete a la tinción de Gram y se examina al microscopio. Este primer examen ya permite observar si la muestra está contaminada por saliva u otro material procedente de la boca y, por tanto, no es válida para cultivo, lo que obligaría a tomar una nueva muestra. Si en este examen se observan gran cantidad de leucocitos (glóbulos blancos) y un solo tipo de bacteria, ello significa que hay infección. Además, el que la bacteria presente en la muestra se tiña de color púrpura o rojo o no, y su forma y tamaño permitirá al médico saber a qué grupo (grampositivos o gramnegativos, según que se tiñan de rojo o no) pertenece la bacteria y seleccionar el antibiótico que previsiblemente será eficaz contra ella.
Otra u otras porciones de la muestra se someterán a cultivo en los medios adecuados y ello permitirá identificar con toda precisión la bacteria concreta de que se trata, y no sólo el grupo a que pertenece, y realizar un nuevo estudio consistente en someterla a la acción de diferentes antibióticos para determinar cuál (o cuáles) de ellos es el más eficaz para combatirla. Este estudio se denomina antibiograma.