微生物生态学是研究微生物的生态学，包括它们之间及与环境相互作用的学科。它涉及生命的三个主要领域 - 真核生物，古菌和细菌- 以及病毒。微生物通过其无所不在的影响整个生物圈。微生物生命在调节几乎所有地球环境中的生物地球化学系统中起主要作用，包括一些最极端的，从冷冻环境和酸性湖泊，到最深海底部的热液喷口，以及一些最熟悉的，例如人的小肠。随着研究的不断深入，微生物在全球物质能量循环中起到的作用被越来越多地认识到，对微生物生态学的研究将对气候、环境研究起到至关重要的作用。微生物生态学的核心问题包括：由