Nuôi cấy vi sinh, hay nuôi cấy vi sinh vật, là phương pháp nhân lên các vi sinh vật bằng cách cho chúng sinh sản trong môi trường nuôi cấy định trước trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát. Nuôi cấy vi sinh vật là phương pháp chẩn đoán cơ bản và cơ bản được sử dụng rộng rãi như một công cụ nghiên cứu trong sinh học phân tử. Nuôi cấy vi sinh vật được sử dụng để xác định loại sinh vật, sự phong phú của nó trong mẫu được thử nghiệm hoặc cả hai. Đây là một trong những phương pháp chẩn đoán chính của vi sinh vật và được sử dụng như một công cụ để xác định nguyên nhân gây bệnh truyền nhiễm bằng cách cho tác nhân nhân lên trong môi trường định trước. Ví dụ, nuôi cấy cổ họng bằng cách cạo lớp mô ở phía sau họng và làm mờ mẫu vào môi trường để có thể sàng lọc các vi sinh vật gây hại, như Streptococcus pyogenes, tác nhân gây bệnh viêm họng liên cầu khuẩn. Hơn nữa, thuật ngữ nuôi cấy thường được sử dụng không chính thức để chỉ "phát triển có chọn lọc" một loại vi sinh vật cụ thể trong phòng thí nghiệm. Nó thường là cần thiết để cô lập một nền văn hóa tinh khiết của vi sinh vật. Một nuôi cấy thuần túy (hoặc axenic) là một quần thể các tế bào hoặc các sinh vật đa bào phát triển trong trường hợp không có các loài hoặc loại khác. Một nền văn hóa thuần túy có thể bắt nguồn từ một tế bào đơn hoặc một sinh vật, trong trường hợp đó các tế bào là bản sao di truyền của nhau. Với mục đích gel hóa nuôi cấy vi sinh vật, môi trường của gel agarose (agar) được sử dụng. Agar là một chất gelatin có nguồn gốc từ rong biển. Một chất thay thế rẻ tiền cho agar là guar gum, có thể được sử dụng để phân lập và bảo trì thermophiles.