La sensibilità dell'esame microscopico condotto con la colorazione di Ziehl-Neelsen è condizionata dalla carica microbica, dal tipo di campione biologico, da eventuali errori tecnici nella procedura e dalla bravura dell'operatore. In definitiva si stima che la colorazione di Ziehl-Neelsen riesca a identificare BAAR solo se presenti con una soglia minima di 10.000 – 100.000 batteri per ml di campione. La specificità è condizionata dal fatto che le diverse specie di "Nocardia", di "Rhodococcus" possono dare falsi positivi per BAAR. Analogamente, "Legionella micdadei" e cisti di "Cryptosporidium" e di "Cyclospora" possono colorarsi con la colorazione di Ziehl-Neelsen. Si deve anche considerare che alcuni particolari ceppi di micobatteri possono variare la capacità di colorarsi come BAAR.