一些疾病通过细胞培养技术，可以发现和确诊病原。临床上多种致病病原如细菌、病毒、寄生虫等的确定，以及药物敏感试验等，都是可以通过细胞培养技术完成的。例如临床上进行的呼吸道、泌尿生殖道分泌物的病原菌培养，敏感抗生素的筛选等。通过细胞培养确认病原的方法，也使人们新发现多种以往不能明确的疾病类型，如艾滋病病毒就是通过细胞培养发现的。使用组织细胞培养技术，可对已知的病毒（如脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒等）进行深人的研究，还有助于发现大量未知的肠道和呼吸道病毒，鸡胚和小鼠动物实验对这些病毒感染并不敏感。

目前在临床上应用微量全血培养技术开展HIV感染的诊断，特别应用于儿童HIV垂直感染的早期诊断及可疑感染者的确认。HIV分离培养是当今HIV垂直感染诊断的依据，早期虽然已有常规细胞培养方法来检测HIV，但这些技术依赖于血液成分的分离，费时且难以从儿童得到有效血量。血清学检测在＜24月龄的小儿中有一定的局限性，其主要原因是因为24个月内的婴儿体内可能仍存有母体的HIV抗体，而ELISA法不能确定抗HIV抗体是来源于母亲还是婴儿自身产生。为此，Bayliss等人首次用微量全血培养法从HIV/AIDS感染者血液中分离出HIV病毒。