隐性结核杆菌感染者没有任何症状。一些感染者往往感染结核杆菌多年而不自知，而是通过PPD试验阳性才被诊断。

活动性结核病的症状主要由所感染的部位所定。经典的症状出现在肺结核（结核杆菌感染肺部），包括：

• 慢性咳嗽，有时伴有血痰
• 发热
• 寒战
• 体重下降
• 虚弱

如果为肺外感染，结核病的症状往往并不特异且多样化，包括：

• 背痛和麻痹（脊柱结核）
• 贫血导致的虚弱（结核杆菌感染骨髓）
• 关节痛
• 生殖系统或者泌尿道疼痛，并可能导致不育
• 腹痛n
• 发热和呼吸急促（结核杆菌感染心包或者粟粒性肺结核，结核杆菌血症）
• 精神状态改变，头痛和昏迷（结核杆菌感染脑部或者中枢神经系统）

这些症状也可以出现在很多其它疾病。活动性结核病的确诊取决于体液或者组织中检测到结核分支杆菌。

潜伏性结核病
对于潜伏性结核病患者，测试是否有结核分支杆菌感染可用结核菌皮肤实验。这个实验并不是一项常规筛查，而只针对结核菌感染的高风险者和与高危病人紧密接触的人，也可用作入学者或者新工作者的体格检查。给检查者皮下注射纯化的结核菌蛋白衍生物（PPD）后，48或者72小时后由医务人员评估反应结果。结核杆菌感染者皮肤会出现超敏反应（出现红色凸起的皮丘）。阳性结果提示潜伏性结核病，并且需要进行进一步的检查，如胸部X线检查观察是否具有活动性疾病的征兆。

QFT-G (QuantiFERON® - 肺结核金标准试验) 是一种新建立的实验，常被用作PDD试验的替代试验，或作为皮肤测试的确证实验来帮助诊断潜伏性结核病。它不受先前的QGF-G测试、TB皮肤实验和注射BCG疫苗 (见治疗部分)的影响，不需要检查者在48或者72小时内返回进行评估，也没有局部的皮肤反应。不过，这一测试要求血标本在12小时内检测完毕，而且目前对于儿童以及免疫功能低下的患者的数据仍很有限。与皮肤试验阳性同样，对QFT-G阳性患者需要其他检测方法跟进和确认。

活动性结核病
诊断呼吸系统的结核杆菌感染，需要收集3-5个痰标本。痰液需要为清晨第一口痰，并于不同天采集，这样才能最大可能的采集到最多的结核杆菌。如果怀疑肺外结核杆菌感染，标本的收集应根据感染部位而定，可以为胃冲洗液/抽吸物或尿液，必要时也可以是脑脊液(CSF)，活检组织，或者其他体液。

病人标本经过抗酸染色后，在显微镜下观察到抗酸阳性细菌，既可提示结核杆菌感染。由于结核分枝杆菌是在肺部最常见的抗酸杆菌，阳性的抗酸细菌涂片即提示结核杆菌感染，但涂片并不能辨别不同种类的抗酸杆菌。

基因或分子水平的结核杆菌检测试验也可以诊断结核菌感染。通过扩增或复制细菌的遗传成分，这一实验可以见诊断范围缩小到一类分支杆菌（结核分枝杆菌是其中最常见的一种）。虽然抗酸菌涂片检查和基因测试可以同时进行，但无论结果是阳性或阴性都必需由抗酸菌培养来最后确定。

当做抗酸细菌培养时候，先把从呼吸道取来标本排除了呼吸道正常菌群的污染，消化粘液，浓缩以增加了培养中检出抗酸杆菌的能力。培养液中的营养成分和孵育时间为缓慢生长的分枝杆菌提供了生长环境。培养结果是确定性的：它可以明确提示培养标本中有什么微生物，并且这些细菌对什么药物敏感。但是培养试验费时，阳性标本需要几天到几周；而阴性结果必需持续培养6-8周才可以报告。

近期出现了一种被称作镜检药物敏感性（MODS）的方法。这个方法只需要大约7天的时间诊断结核杆菌感染，并且可以同时确定最敏感的抗生素。它比常规培养更快，使得医务工作者可以在较早的阶段诊断和治疗疾病。在控制结核病的传播方面也很有前景。但这一方法的优缺点目前仍然在进一步评估中。

一旦结核杆菌被确诊，抗酸细菌涂片和培养可被用来监测治疗效果。