微生物在自然界中分布極為廣泛，江河、湖泊、海洋、土壤、空氣、礦層等都有數(shù)量不等的微生物存在。其中以土壤中的微生物最多，例如1克肥沃土壤可有幾億至幾十億個。在人類、動物、植物的體表，以及與外界相通的人類和動物的呼吸道、消化道等腔道中，亦有多種微生物的寄生，詳見下表。
表 寄居人體的正常微生物叢
| 部位 | 主要微生物種類 |
| 皮膚 | 葡萄球菌、類白喉桿菌、綠膿桿菌、非致病性分枝桿菌 |
| 口腔 | 表皮葡萄球菌、甲型和丙型鏈球菌、肺炎球菌、奈氏球菌、大賜桿菌、乳桿菌、類白喉桿菌、梭形桿菌。螺旋體、白色念珠菌 |
| 鼻咽腔 | 葡萄球菌，甲型和乙型鏈球菌、肺炎球菌、奈斤球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、腺病毒 |
| 外耳道 | 葡萄球菌、類白喉桿菌、綠膿桿菌、非致病性分枝桿菌 |
| 眼結膜 | 白色葡萄球菌、結膜干燥桿菌、類白喉桿菌 |
| 胃 | 正常一般無菌 |
| 腸道 | 大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、葡萄球菌、糞鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、 破傷風桿菌、無芽胞厭氧菌、ECHO病毒、腺病毒 |
| 尿道 | 白色葡萄球菌、類白喉桿菌、非致病性分枝桿菌 |
| 陰道 | 乳桿菌、白色念珠菌、類白喉桿菌、大腸桿菌 |
絕大多數(shù)微生物對人類和動、植物是有益的，而且是必需的。自然界中許多物質循環(huán)要靠微生物的代謝活動來進行。例如土壤中的微生物能將動、植物蛋白質轉化為無機含氮化合物，以供植物生長發(fā)育的需要，而植物又為人類和動物所利用。此外，空氣中的大量氮氣，也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物利用。由此可見，沒有微生物，植物就不能新陳代謝，人和動物也將無法生存。
在農(nóng)業(yè)方面，我國廣泛應用微生物制造菌肥、植物生長激素等；還利用微生物滅蟲這一自然現(xiàn)象同害蟲作斗爭，例如蘇云金桿菌能在一些害蟲的腸道內生長繁殖、分泌毒素，導致害蟲死亡。這樣，開辟了以菌造肥、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農(nóng)業(yè)增產(chǎn)新途徑，為社會創(chuàng)造物質財富。
在工業(yè)方面，微生物應用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等部門越來越廣泛。例如利用多種能以石油為原料的微生物進行石油脫蠟，可以提高石油的產(chǎn)量和質量；在味精生產(chǎn)中，以微生物發(fā)酵法代替鹽酸水解法，原來生產(chǎn)一噸味精需要三十噸小麥，現(xiàn)只需三噸薯粉，既降低了成本，又大大節(jié)約了糧食。
在醫(yī)藥工業(yè)方面，幾乎所有抗生素都是微生物的代謝產(chǎn)物；同時，還可利用微生物來制造維生素、輔酶、ATP等藥物。
此外，利用微生物處理含酚、有機磷及印染廢水方面，收到了良好效果，在含氰化物污水處理上也取得一定進展。如何利用微生物的功能對有害物質進行轉化，變害為利、變廢為寶，保護和控制自然環(huán)境日益受到人們的重視。
正常情況下，寄生在人類和動物口、鼻、咽部和消化道中的微生物是無害的，且有些尚具有拮抗某些病原微生物的作用。再則，定居在腸道中的大腸桿菌等還能提供人類必需的硫胺素、核黃素、煙酸、維生素B12 、維生素K和多種氨基酸等營養(yǎng)物質。又牛、羊等反芻動物因能與瘤胃微生物共生，才能消化草料中的纖維素。
微生物中有一小部分可以引起人類或動、植物的病害。例如人類的傷寒、痢疾、麻疹、脊髓灰質炎，畜禽的炭疽、豬瘟、雞新城疫、鴨瘟等，植物的水稻白葉枯病、小麥赤霉病、大豆病毒病等。這些具有致病性的微生物稱為病原微生物。
微生物學（microbiology)是生物學中的一個分支，是研究微生物在一定條件下的形態(tài)、結構、生命活動和規(guī)律、進化、分類以及與人類、動物、植物、自然界相互關系等問題的一門科學。微生物學工作者的任務是將對人類有益的微生物用之于生產(chǎn)實踐，同時改造、控制和消滅對人類有害的微生物。
微生物學隨著研究范圍的日益擴大和深入，又逐漸形成了許多分支。著重研究微生物學基本問題的有普通微生物學、微生物分類學、微生物生理學、微生物生態(tài)學、微生物遺傳學、分子微生物學等。按研究對象分為細菌學、病毒學、真菌學等。在應用領域中分為農(nóng)業(yè)微生物學、工業(yè)微生物學、食品微生物學、海洋微生物學、獸醫(yī)微生物學、醫(yī)學微生物學等。各分支學科間的相互配合和促進，使整個微生物學全面的向縱深發(fā)展。
