1、细菌学检查：对疑为NTM肺病患者可取痰液涂片作抗酸染色，痰液培养，支气管灌洗标本培养，如抗酸染色阳性，应培养后鉴定，如2～3次培养为同一种NTM，即可诊断，对NTM脑膜炎，血源性播散性NTM患者可进行脑脊液，血液或骨髓培养。
2、病理学检查：对皮肤软组织NTM感染，NTM淋巴结炎可进行活组织病理检查，NTM淋巴结炎病理学特征为肉芽肿性炎症，而类上皮细胞及朗汉斯巨细胞形成的结核结节少见，不伴有中心干酪样坏死。
3、分子生物学检查：选用NTM的16S-23：SrDNA基因间隔区序列（IGS）的PCR-限制性片段长度多态性（PCR-restrictionfragmentlengthpolymorphism，PCR-RFLP）分析，作NTM菌种鉴定，比形态学，生物化学常规方法鉴定更准确，快速与简便。
4、Mantoux皮肤试验：结核分枝杆菌与NTM有共同抗原，虽然PPD皮试可产生交叉反应，但仍有区别之处，取结核分枝杆菌的PPD-T与NTM的PPD-NTM同时进行皮肤试验，NTM患者对PPD-T硬结直径一般不超过15mm，如PPD-NTM皮试硬结直径比PPD-T皮试大5mm或25％以上，即可认为是NTM感染。
5、X线胸片：病变多见于右上肺，显示浸润，空洞，结节，纤维干酪和广泛纤维收缩等多种病变，空洞发生率高达80％，呈单发或多发。