物地理学、生态基因组学、景观遗传学、系统发生群落生态学等。由于很多微生物不能很容易地在实验室中培养（海水中的0.001~0.1%，土壤中的0.3%左右，活性污泥中1~15%可被分离培养），因此不能用传统的鉴别和描述菌株的办法研究它们。另外，随着聚合酶链式反应(PCR)技术的发展，人们可以快速扩增遗传物质DNA。环境样品中DNA的扩增通常需要一组用于特定微生物的引物，而得到遗传物质的混合物，将其分离，随后进行测序和鉴别。经典的分离办法是通过克隆，将扩增的DNA片段插入到细菌质粒上实现的。较新的方法包括