消毒灭菌的方法主要分为物理方法和化学方法两大类。

物理消毒灭菌法包含热力灭菌法、辐射杀菌法、滤过除菌法等。热力灭菌法又可细分为干热灭菌和湿热灭菌。干热灭菌常见的有焚烧，适用于废弃的污染物品、动物尸体等，能彻底杀灭所有微生物；烧灼则用于接种环、试管口等的灭菌；干烤一般在干烤箱中进行，利用热空气灭菌，常用于玻璃器皿、瓷器等的灭菌。湿热灭菌法包括巴氏消毒法，常用于牛奶、酒类等的消毒，既能杀死其中的病原菌，又能保持食品的营养成分和风味；煮沸法，在100℃水中煮沸5 - 10分钟可杀死细菌繁殖体，常用于餐具、注射器等的消毒；流通蒸汽消毒法，利用蒸笼或蒸锅产生的蒸汽进行消毒；间歇蒸汽灭菌法，适用于一些不耐高温的含糖、牛奶等培养基的灭菌；高压蒸汽灭菌法是最有效的灭菌方法，在103.4kPa蒸汽压下，温度达121.3℃，维持15 - 20分钟，可杀灭包括芽孢在内的所有微生物，常用于手术器械、培养基等的灭菌。

辐射杀菌法中，紫外线杀菌的原理是使细菌DNA链上相邻的嘧啶碱基形成嘧啶二聚体，从而干扰DNA的复制与转录，常用于空气、手术室、传染病房等的消毒，但紫外线穿透力较弱。电离辐射常用于一次性医用塑料制品的消毒。微波可使极性分子快速运动产热而杀菌，常用于食品、餐具等的消毒。滤过除菌法是用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去，以达到无菌目的，常用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素等的除菌。

化学消毒灭菌法是利用化学药物杀灭或抑制微生物生长繁殖。根据化学消毒剂的杀菌能力可分为高效、中效、低效消毒剂。高效消毒剂能杀灭包括芽孢在内的所有微生物，如过氧乙酸、戊二醛、环氧乙烷等。过氧乙酸具有强氧化作用，对细菌繁殖体、芽孢、真菌、病毒等都有高效的杀灭作用；戊二醛对细菌繁殖体、芽孢、真菌、结核杆菌和病毒均有较好的杀灭作用，常用于医疗器械的消毒；环氧乙烷是一种气体消毒剂，穿透性强，对各种微生物都有杀灭作用，常用于电子仪器、内镜等