Les mycobactéries atypiques ou dites non tuberculeuses sont des bactéries de l'environnement responsables d'infections opportunistes. Le diagnostic de ces infections au laboratoire repose sur les mêmes techniques bactériologiques que pour la tuberculose. Le diagnostic différentiel avec les bacilles de la tuberculose est primordial et le diagnostic positif d'infection à mycobactérie atypique est difficile parce que les cultures positives sont le plus souvent le résultat de contamination à partir de l'environnement. L'identification de l'espèce est réalisée par des techniques de spectrométrie de masse ou de biologie moléculaire, et nécessite souvent un laboratoire spécialisé. Une identification précise est nécessaire pour confirmer le diagnostic d'infection à mycobactérie atypique et choisir le traitement.