Badania kliniczne identyfikujące przyczynę zakażenia powinny być wykonywane zaraz po przyjęciu pacjenta na oddział szpitalny. Objawy infekcji bakteryjnych oraz wirusowych często mają taki sam obraz kliniczny, przez co ich diagnozowanie nie jest precyzyjne w oparciu o wywiad lekarski i badanie fizykalne. W związki z tym opracowywanie szybkich testów diagnostycznych jest pożądane z punktu widzenia medycyny.  Długi czas upływający od przyjęcia pacjenta do rozpoznania klinicznego może często skutkować pogorszeniem stanu zdrowia, a nawet zagrożeniem życia.

W przypadku zakażeń pochodzenia bakteryjnego odpowiedź ze strony układu immunologicznego przebiega w odmienny sposób niż w przypadku infekcji wirusowych. Bakterie dzielimy na wewnątrzkomórkowe oraz zewnątrzkomórkowe, które także wzbudzają inny mechanizm odpowiedzi immunologicznej. W przypadku patogenów wewnątrzkomórkowych główną rolę odgrywa odpowiedź komórkowa, tj. makrofagi, komórki NK oraz limfocyty Tc, natomiast przy zakażeniach bakteriami zewnątrzkomórkowymi uczestniczą przeciwciała. W odpowiedzi bakteryjnej, tak jak w przypadku odpowiedzi przeciwwirusowej pierwszą linię obrony stanowią mechanizmy nieswoiste. W odpowiedzi układu immunologicznego na wirusy główną rolę spełniają limfocyty Tc oraz Th, a za pobudzenie swoistej odpowiedzi odpowiadają komórki dendrytyczne, których zadaniem jest  prezentacja antygenów limfocytom T. Interferony α i β także zwalczają zakażenia wirusowe poprzez degradację wirusowego materiału genetycznego oraz hamowanie syntezy białek wirusowych.

Diagnostykę zakażeń bakteryjnych i wirusowych prowadzi się w oparciu o hodowle patogenów, reakcje PCR oraz testy immunofluorescencyjne. Rezultat prowadzonych hodowli otrzymywany jest jednak dopiero po 24-48 godzinach. W celach identyfikacyjnych patogenów stosuje się również podłoża różnicujące, testy biochemiczne oraz metody molekularne. Wirusy nie replikują się poza komórką żywą, dlatego w diagnostyce wirusologicznej hodowla odbywa się in vivo w komórkach organizmów żywych lub in vitro poprzez namnażanie cząstek wirusa w hodowlach komórkowych albo tkankowych. Hodowlę można prowadzić również w zarodkach kurzych. W celu identyfikacji wykorzystuje się również inne metody, m.in. metodą łysinkową (ocena łysinek w hodowli komórkowej), wykorzystując efekt cytopatyczny (obserwacja zmian morfologicznych i degeneracyjnych w komórkach zakażonych wirusem), hemaglutynacja (hemaglutynina i neuraminidaza wirusowa powodują łączenie się krwinek czerwonych) oraz hemadsorbacja (oparta na zjawisku przylegania erytrocytów do powierzchni komórek zakażonych wirusem) cząstek wirusowych. Stosowane są również techniki serologiczne, a w tym Western blot, hybrydyzacja oraz PCR.

Fagocytoza jest jednym z mechanizmów odpowiedzi układu immunologicznego na obce cząstki, które wniknęły do organizmu człowieka. Choć temu procesowi w naszym organizmie ulegają różne niepożądane cząstki, to najistotniejsze znaczenie mechanizm ten odgrywa w obronie przeciwdrobnoustrojowej. W przypadku zakażeń zarówno bakteryjnych, jak i wirusowych, fagocyty wytwarzają reaktywne formy tlenu (ROS), które nie są precyzyjnym mechanizmem obronnym, ale bardzo skutecznie zwalczają cel. ROS, jako wysoce reaktywne związki, wywołują cytotoksyczność nie tylko względem komórek zakażonych, lecz również komórek prawidłowych gospodarza. Badania Daria Prilutsky
i współpracowników dowiodły, że  fagocyty „zapamiętują” stopień generowania ROS, który jest specyficzny dla różnych stanów klinicznych. Efektem tych badań było opracowanie testów opartych o poziom produkowanych reaktywnych form tlenu w celu rozróżnienia zakażeń bakteryjnych i wirusowych. Ocenę stopnia ROS prowadzono z wykorzystaniem metod luminescencyjnych (CL). W wynikach zaobserwowano, że przy zakażeniach bakteryjnych CL wskazywała na zwiększoną produkcję ROS wewnątrz komórek. Fagocyty w zakażeniach wirusowych produkują znaczną ilość ROS które występują głównie zewnątrzkomórkowo. W przypadku zakażeń bakteryjnych tylko niewielkie ilości reaktywnych form tlenu wykrywane są poza środowiskiem komórki. Te zależności stanowią podstawę czułego i szybkiego testu różnicowania zakażeń. Opracowany test jest prostą diagnostyką krwi, w której sprawdza się aktywność neutrofili. Oprócz źródła zakażenia można również określić nasilenie infekcji. Przeprowadzając test lekarz po jednym dniu otrzymuje informacje o czynniku patologicznym, który wywołał zakażenie, a następnie ma możliwość wyboru prawidłowego toku leczenia.