样品的采集、富集培养和微生物纯培养的分离根据不同的目的和要求，样品的采集也有不同的方法。然而有关样品的采集也有其定的规律，对于土壤和污泥样品的采集一般不要求无菌操作，因为土壤中的微生物数量非常巨大。来源于空气或采集工具上的污染可以忽略不计，而应当注意所要采集样品的深度范围。对于水体样品的采集,应视水体清洁程度而定，或直接采集或用滤纸过滤浓缩(要求容器和过滤器无菌及无菌操作)。对于空气样品的采集,要求在无菌操作下进行滤纸过滤。对于生物体上的微生物样品的采集，通常要求取下一定量的组织，用无菌溶液把其中的微生物洗涤下来。所采样品一般要求立即进行实验分析研究，或置冰箱中保存(特殊要求除外)。样品采集后就要进行各种微生物菌量的计数或进行富集培养和微生物菌种的分离。所谓富集培养就是根据研究目的，用一定的选择性培养基进行培养，把样品中所含的特殊微生物的数量得到提高，以便于进行分离。一般只要进行2~3次的富集培养即可。然后就可进行微生物菌种的分离，通常也是采用与富集相同的培养基制成平板，以划线的方式进行分离。挑取单菌落接种于一定的培养基中，再进行2~3次的纯化，即可得到纯培养微生物菌种。
最大或然值法为了研究微生物生态系统中的微生物的结构与功能，有必要进行各种微生物数量的测定。除了可用显微镜进行直接计数外，还可以采用最大或然值法( most possible number，MPN法，或称稀释法)，就是将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取一定稀释度的稀释液(一般要做5个稀释度)接种于培养基中，培养一定时间，观察各稀释度的生长情况根据各稀释度的生长管数，以统计学的方法求出样品所含微生物的数量(可以从一统计表中查出)，最大或然值法一般采用3管或5管法。该方法可以用于样品中诸如好氧异养菌总量、厌氧异养菌总量、硝化反硝化菌总量、硫酸盐还原菌总量等的定量测定。
活菌计数法样品中微生物数量的测定除了可用上述方法外，还可用活菌计数法( colony forming units,CFU法)。该方法的具体操作同上，也是将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取合适的稀释度(一般3个稀释度)，以涂布法接种于平板，或以混碟法进行操作，经过定时间的培养之后，直接统计平板上的菌落。该方法测定的是样品中所含的现时可培养的活的微生物数量，所以称之为活菌计数法。对于那些不可培养的微生物，将不可能统计在内。该方法可以用于样品中诸如酵母菌总量、真菌总量、放线菌总量等的定量测定。