Usando pigmenti istologici su campioni di espettorato, gli scienziati possono identificare l'MTB con un normale microscopio. Poiché l'MTB conserva certi pigmenti dopo essere stato trattato con soluzioni acide, viene classificato come un "bacillus acido-alcolico". La tecnica di pigmentazione più comune, la colorazione di Ziehl-Neelsen, tinge i bacilli acido-alcolici di un rosso acceso che risalta chiaramente su sfondo blu. Altri metodi per evidenziare questi bacilli sono la colorazione con auramina-rodamina e l'osservazione mediante microscopio a fluorescenza.