Una coltura di microrganismi o coltura microbiologica è un metodo per la moltiplicazione di microrganismi (procarioti o eucarioti) in un predeterminato medium di coltura e in condizioni di laboratorio controllate. Diversamente dalla lingua italiana, la lingua inglese utilizza il termine culture sia per coltura che per cultura.
Le colture di microorganismi sono usate per determinare il tipo di organismi e/o l'abbondanza nel campione in esame. Si tratta di uno dei metodi diagnostici primari in microbiologia ed è usato per determinare la causa delle malattie infettive lasciando l'agente patogeno moltiplicarsi in un mezzo predeterminato. In senso più generale, il termine coltura è utilizzato informalmente per riferirsi ad una "crescita selettiva" di uno specifico tipo di microorganismi in laboratorio.
Le colture di microorganismi sono metodi di base usati estensivamente nelle biologia molecolare. In questo ambito si definisce una coltura "pura" o "axenica" una popolazione di cellule o di organismi pluricellulari che crescono in assenza di altre specie o tipi, cioè in assenza di flora batterica estranea.
Uno dei mezzi più comuni per le colture microbiologiche è l'agar, una sostanza gelatinosa derivata dalle alghe marine. Un buon sostituto dell'agar è rappresentato dalla gomma di guar, che può essere usata per l'isolamento e la replicazione di batteri termofili.