Rispetto all'esame microscopico, l'esame colturale ha un'elevatissima sensibilità (è in grado di dare positività in campioni biologici contenenti 10 – 100 BAAR per ml) e la massima specificità. L'esame colturale deve essere preceduto da raccolta di campione appropriato (urina, feci, sangue, espettorato fluidificato) e trattato con idrossido di sodio al 10% al fine di eliminare eventuali batteri contaminanti (soprattutto possibili micobatteri a rapida crescita non patogeni in grado di dare falsi positivi). "M. tubercolosis" è in grado di resistere al pH elevato e di procedere indenne alle successive fasi della coltura. Si possono utilizzare sia terreni solidi sia terreni liquidi. I terreni solidi possono essere a base di "uovo", come il terreno di Lowenstein-Jensen e il terreno di Petragnani o "sintetici" (agarizzati), come il terreno di Middlebrook 7H10 -7H11.