Diagnosticul de laborator virusologic se bazează pe evidenţierea agentului etiologic sau a răspunsului imun. Metodele folosite în diagnosticul de laborator virusologic pot fi directe, prin care se evidenţiază particulele/ antigenele virale sau acizii nucleici virali din produsul biologic. Prezenţa particulelor virale în produsul biologic se poate detecta prin apariţia modificărilor specifice după inocularea probelor pe culturi de celule, ou embrionat de găină şi animale de laborator. La examenul direct al produsului biologic se pot evidenţia particulele/antigenele virale şi acizii nucleici virali prin metode de biologie moleculară. Metodele indirecte de diagnostic se bazează pe evidenţierea anticorpilor din serul pacientului. Prin serodiagnostic putem stabili statusul serologic al pacientului – primoinfecţie sau reinfecţie, infecţie acută sau cronică. În unele infecţii (hepatite virale, infecţie cu virusul imunodeficienţei umane sau EBV) cauzate de virusuri, metodele serologice stau la baza diagnosticului virusologic.