细菌培养：从患者的感染部位采集样本，如痰液、脓液、组织等，进行细菌培养。非结核分枝杆菌生长速度较慢，通常需要2-6周才能得到结果。
分子生物学检测：通过PCR等分子生物学技术检测样本中非结核分枝杆菌的特异性基因序列，可以提高检测速度和准确性。
影像学检查：对于肺部感染，可以通过胸部X光或CT检查观察肺部病变情况。
病理检查：对于组织感染，可以通过病理检查观察组织病变情况，并进一步确定非结核分枝杆菌感染。
免疫学检测：通过检测患者血清中的非结核分枝杆菌特异性抗体或抗原，可以辅助诊断非结核分枝杆菌感染。