Die Mykologie ist die Wissenschaft von den Pilzen. Sie bilden neben den Pflanzen und Tieren ein eigenständiges Reich und sind in der Lage, unterschiedliche Lebensräume (z. B. Boden, Pflanzen, Tiere) zu besiedeln.

Das Sachgebiet Mykologie beschäftigt sich primär mit den Pilzen, die an Pflanzen Krankheiten hervorrufen. Eine gesetzliche Aufgabe des LTZ ist nämlich die Überwachung der Pflanzenbestände in Baden-Württemberg hinsichtlich des Auftretens von Schadpilzen und anderen Schadorganismen. Die exakte Bestimmung der Schadursache ist grundlegende Voraussetzung für das Ergreifen effizienter Abwehrmaßnahmen im Rahmen des Integrierten Pflanzenschutzes. Daher ist der Arbeitsschwerpunkt des Sachgebiets Mykologie die Untersuchung kranker Pflanzen auf pilzliche Schaderreger. Dafür kommen neben klassischen mikrobiologischen Verfahren auch molekularbiologische Methoden zum Einsatz. Darüber hinaus werden in Forschungsvorhaben für Baden-Württemberg bedeutsame pilzliche Krankheiten intensiv bearbeitet, wie beispielsweise die Vermeidung der Monilia-Fruchtfäule an Zwetschgen.

Neben den Schadpilzen werden im Sachgebiet auch die sogenannten nicht-parasitären (synonym: unbelebte, abiotische) Schadursachen bearbeitet. Dazu gehören ungünstige Umweltbedingungen (Witterung, Bodenbedingungen, Agrartechniken, Immissionen), denen die Pflanzen ausgesetzt sind und die abträglich für die pflanzliche Entwicklung sind. Die Diagnose erfolgt in diesem Fall meist über die Erhebung der Vorgeschichte der Pflanzenschädigung und nur gelegentlich durch eine chemische Analyse der geschädigten Pflanze.