Микроскопия окрашенного мазка СМЖ позволяет выявить микробную флору у 10-20% больных бактериальными менингитами. При бактериальных менингитах могут быть обнаружены менинго-, диплококки бобовидной формы, расположенные внутриклеточно в цитоплазме нейтрофилов, или пневмококки, которые тоже представляют собой диплококки, но имеют треугольную форму, причём пара кокков образует ромб (покрыты капсулой, располагаются внеклеточно). В отдельных случаях визуально обнаруживают спирохеты, палочковидные бактерии, клетки дрожжеподобных грибов. Данные, полученные при микроскопии, ориентировочные, и подтверждаются другими методами. Для обнаружения микобактерий туберкулёза используют метод флотации. Для выделения культуры возбудителя производят посев СМЖ на питательные среды. Результаты исследования зависят от правильности забора и транспортировки СМЖ, качества питательных сред. Частота выделения культуры возбудителя в два раза выше, если до спинномозговой пункции больной не получал антибактериальных препаратов. Выделить культуру возбудителя из СМЖ на практике удаётся у 30-50% больных гнойными менингитами. Обязательно определение чувствительности выделенной культуры к антибактериальным препаратам, применяемым для лечения менингитов (бензилпенициллину, ампициллину, оксациллину, цефтриаксону, пефлоксацину, ципрофлоксацину, ванкомицину, рифампицину, гентамицину). Культуры грибов исследуют на чувствительность к противогрибковым препаратам.