體積小，面積大。一個體積恒定的物體，被切割的越小，數(shù)量越多，其相對表面積越大（有時也稱作比表面積）。微生物體積通常很小，如一個典型的球菌，其體積約1mm3，可是其相對表面積卻很大。正因為有了較高的相對表面積做基礎(chǔ)，微生物才有了一些獨特的特征，比如能夠快速代謝。

吸收多，轉(zhuǎn)化快。微生物通常具有極其高效的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力。據(jù)研究，乳糖菌在1個小時之內(nèi)能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖，產(chǎn)朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。

生長旺，繁殖快。相比于大型動物，微生物具有極高的生長繁殖速度，微生物理論上能做到指數(shù)級增長。大腸桿菌能夠在12.5-20分鐘內(nèi)繁殖1次。不妨計算一下，1個大腸桿菌假設(shè)20分鐘分裂1次，1小時3次，1晝夜24小時分裂24×3=72次，大概可產(chǎn)生4722366500萬億個個體（2的72次方），這是非常巨大的數(shù)字。但事實上，由于各種條件的限制，如營養(yǎng)缺失、競爭加劇、生存環(huán)境惡化等原因，微生物無法完全達(dá)到這種指數(shù)級增長。在液體培養(yǎng)中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般僅有10⁸～10⁹個/mL左右。已知大多數(shù)微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近，僅部分低于4.0。微生物的這一特性使其在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)酵、單細(xì)胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。

適應(yīng)強(qiáng)，易變異。由于其相對表面積大的特點，微生物具有非常靈活的適應(yīng)性或代謝調(diào)節(jié)機(jī)制。微生物對各種環(huán)境條件，尤其是在如同高溫、強(qiáng)酸、高鹽、高輻射、低溫等這樣十分惡劣的環(huán)境條件下的適應(yīng)能力。微生物個體一般是單細(xì)胞、非細(xì)胞或者簡單多細(xì)胞，加之繁殖快、數(shù)量多等特點，即使變異頻率十分低，也能在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量遺傳變異的后代。有益的變異能為人類社會創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)和社會效益，而有害變異則是人類大敵。

分布廣，種類多。由于微生物體積小、重量輕、數(shù)量多等原因，地球上除了火山中心區(qū)域等少數(shù)地方外，到處都有它們的蹤跡。微生物種類多主要體現(xiàn)在以下五個方面：物種多樣性；生理代謝類型多樣性；代謝產(chǎn)物多樣性；遺傳基因多樣性；生態(tài)類型多樣性。

史前期。約公元前6世紀(jì)-公元1670s年代之前，人類對微生物的認(rèn)識處于朦朧階段，未能觀察到細(xì)菌等微生物的個體，僅能憑借實踐經(jīng)驗利用微生物進(jìn)行對人類有益的活動，如釀酒、發(fā)面、釀醋、制醬、漚肥、治病、輪作等。

初創(chuàng)期。公元1676-1861年，處于對微生物的形態(tài)描述階段。標(biāo)志事件是微生物學(xué)先驅(qū)列文虎克用自制顯微鏡觀察到了細(xì)菌等微生物的個體。人類能夠?qū)ξ⑸锏男螒B(tài)進(jìn)行簡單形態(tài)。

奠基期。公元1861-1897年，屬于生理水平研究階段。這個階段的代表人物有：巴斯德，微生物學(xué)的奠基人，其開創(chuàng)的巴斯德消毒法（Pasteurisation），至今仍廣為使用。羅伯·柯霍（Robert Koch），細(xì)菌學(xué)的奠基人。在此階段，微生物學(xué)開始起步；學(xué)者們創(chuàng)立了完整的、獨特的微生物學(xué)基本研究方法；開始使用“實踐-理論-實踐”的思想方法開展研究，進(jìn)入了，尋找人類和動物病原菌的黃金時期。

發(fā)展期。公元1897-1953年，處于生化水平研究階段。這個時期主要代表人是愛德華·比希納(Eduard Buchner)，他對無細(xì)胞酵母菌“酒化酶”進(jìn)行生化研究，發(fā)現(xiàn)了微生物的代謝統(tǒng)一性。普通微生物學(xué)開始逐步形成。為尋找微生物的有益代謝產(chǎn)物，人們進(jìn)行了大量的實驗。在這些試驗中，人們發(fā)現(xiàn)了抗生素青霉素，推動了微生物工業(yè)化培養(yǎng)，使其迅猛發(fā)展。而電子顯微鏡的發(fā)明和實用化，可以直接觀察到像病毒等，極微小到在傳統(tǒng)顯微鏡中難以識別的對象，對于這發(fā)展有重大的幫助。

成熟期。公元1953年至今，對于微生物的研究處于分子生物學(xué)研究水平。這個時期的代表人是J.Watson和F.Crick，他們是分子生物學(xué)奠基人。這個時期研究的特點是廣泛地運用分子生物學(xué)理論和現(xiàn)代研究方法，能夠深刻揭示微生物的生命活動規(guī)律；采取基因工程方法，把傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)酵提高到發(fā)酵工程新水平；大量理論性、交叉性、應(yīng)用性和實驗性分支學(xué)科飛速發(fā)展；微生物的基礎(chǔ)理論和獨特實驗技術(shù)推動了生命科學(xué)各個分科的快速發(fā)展。