Métodos independentes de cultivo são utilizados para a caracterização da diversidade microbiana em amostras mistas derivadas de processos industriais ou de ambientes naturais.
Estas abordagens incluem a análise da estrutura e da dinâmica das populações através de fingerprints genéticos (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis – DGGE) ou caracterização da composição da microbiota mediante a extração do DNA genômico total diretamente a partir da amostra e amplificação de gene marcador (RNA ribossomal 16S para bactérias e região ITS – Internal Transcribed Spacer para fungos). No primeiro caso, as sequencias obtidas da amplificação (amplicons) são separados em gel com gradiente desnaturante e o fingerprint obtido reflete a complexidade da comunidade microbiana e permite acompanhar alterações nas populações ao longo de um gradiente espacial ou temporal. No Segundo caso, os amplicons são submetidos ao sequenciamento em larga escala e a comparação das sequencias obtidas com bases de dados permite identificar os gêneros presentes e caracterizar a composição microbiana da amostra.