El CNM mantiene activos Programas de la Vigilancia Microbiológica de infecciones relevantes en Salud Pública (causadas por virus y priones, bacterias, parásitos, y hongos), que se revisan y renuevan anualmente. Esta vigilancia, alineada con los criterios establecidos por el ECDC, permite conocer patrones evolutivos, estudiar los clones circulantes y detectar precozmente cambios de tendencias, tanto en España como comparativamente con el resto de Europa. Este conocimiento es la base para la implementación de medidas biosanitarias que favorecen el control y la prevención de las enfermedades infecciosas. 

El CNM tiene a disposición del SNS un servicio de caracterización molecular de brotes, previa comunicación del brote por parte de las autoridades sanitarias de las CCAA o del Ministerio de Sanidad. Entre otros muchos, el CNM estableció la relación clonal de las cepas implicadas en el brote de listeriosis que se produjo en agosto-septiembre de 2019.