纯种分离技术是人类揭开微生物世界奥秘的重要手段， 要知晓在自然条件下处于混生状态的某一种微生物的特点以及它对人类是有益或是有害之谜， 就必须采用在无菌技术基础上的纯种分离方法。

      利用固体培养基来分离和纯化微生物经历了马铃薯块切面、 明胶平板、 琼脂平板等阶段。 最初， 使用明胶作为培养基成分中的凝固剂，但明胶在28 ℃以上就会熔化，因此对于培养人类病原菌(最适温度35～37℃)极不合适。此外，有些细菌可以分解明胶，使它失去作为培养基支撑物的作用。

     纯种分离技术的真正突破来自于柯赫学派发明的培养皿琼脂平板。 柯赫的助手皮特里(J.Petri)设计了透明的玻璃培养皿， 这种培养皿既便于容纳培养基， 也便于观察细菌等微生物的菌落， 同时它还可以达到通气而不易污染杂菌的目的。 迄今为止， 这种培养皿仍是微生物学中广泛使用的器材之一。柯赫的另一名助手海塞(W.Hesse)在妻子的启发下， 用她做果冻的琼脂作为固体培养基的支撑物。 琼脂是从一种海藻中提取出来的，在水中加热可溶解，当溶液温度降至42℃以下则凝固为胶体， 且不为微生物所分解。 琼脂固体平板培养基的问世和普遍应用为微生物的纯种分离技术奠定了坚实的基础。 以后， 用于霉菌孢子和酵母菌体等的单孢子或单细胞分离纯化技术也相继问世。

     上述方法的综合应用， 不但纠正了微生物学早期因分离不纯而将微生物误认为是多形态的观点， 还为寻找病原微生物提供了方法上的保证。从此，许多夺走人、畜生命的严重传染病的病原体，如结核杆菌、霍乱弧菌、白喉杆菌、伤寒杆菌、破伤风杆菌、鼠疫杆菌、痢疾杆菌、脑炎双球菌、梅毒螺旋菌等被逐个分离出来，为人们有效地防治这些传染病奠定了基础。

     在微生物发酵工业中，要使微生物良好地生长或累积代谢产物，就需要应用微生物纯种培养技术。微生物纯种培养技术的发展表现为：从固体培养法为主发展到液体培养法为主；从浅层培养法为主发展到深层发酵法；从静止培养法发展到通气搅拌培养法；从单罐培养发展到连续培养以及多级连续培养； 从利用分散的微生物细胞发展到固定化细胞；从利用自然菌种到利用变异菌株以至“工程菌”等等。其中，大规模液体深层通气搅拌发酵装置(即发酵罐)的发明和普及使用，为生物工程学开辟了崭新的前景，同时也使微生物发酵工业成为国民经济的重要支柱产业之一。