Los servicios científico-técnicos que el CNM presta al SNS abarcan los siguientes apartados: Sistema de Respuesta Rápida (SRR) frente a alertas biológicas, cartera de servicio para diagnóstico microbiológico, estudio y control de brotes, programas de vigilancia microbiológica y  asesoramiento científico-técnico.

El Área de Orientación Diagnóstica se ocupa de la gestión de todas las muestras recibidas en el Centro Nacional de Microbiología (CNM), para el diagnóstico, referencia e investigación de los diferentes microorganismos asociados a  enfermedades infecciosas. Así mismo, proporciona asesoramiento  a los usuarios sobre aspectos clínico-microbiológicos de los métodos analíticos que se ofertan en la Cartera de Servicios del CNM.

Todas las muestras que llegan al CNM son controladas y gestionadas siguiendo estrictas normas de bioseguridad, según la normativa vigente, hasta su entrega en el laboratorio de destino. También de acuerdo con la normativa vigente, el centro dispone de la figura de Consejero de Seguridad (ADR), para todo lo relacionado con el envío y recepción de mercancías peligrosas.

Las peticiones de los estudios microbiológicos se gestionan a través de la aplicación web GIPI (https://cnm-laboratorios.isciii.es/), exclusiva del CNM. Asimismo, los resultados son visualizados en la misma aplicación en el momento de ser validados por el laboratorio, proporcionando informes en tiempo real.

La utilización de esta aplicación on-line requiere una previa solicitud de inscripción en la base de datos del programa, para lo cual se pueden utilizar los teléfonos 91-8223723 y 91-8223694, o la dirección de correo electrónico del área que figura en los datos de contacto.

Todo el proceso está certificado por la Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR) con la norma  de calidad ISO 9001 desde 2012.​​​