微生物は地球上のほとんどあらゆる場所に生息している。ほとんどの細菌と古細菌は微小であるが、多くの真核生物も同様に微小であり、その中にはほとんどの原生生物、一部の真菌、また一部のや植物も含まれる。ウイルスは自律的な増殖能力を持たないことから、と見なして微生物ではないと考える研究者もいるし、微生物学のサブ分野にウイルスを研究するウイルス学を位置づける研究者もいる。進化.微生物は進化の速度が比較的速い傾向がある。ほとんどの微生物は急速に繁殖することができ、細菌はまた、大きく異なる種間であっても、、形質転換、形質導入によって遺伝子を自由に交換することができる。このような遺伝子水平伝播は、高い突然変異率やその他の形質転換手段と相まって、微生物が(自然淘汰によって)急速に進化して、新しい環境で生き残り、環境ストレスに対応することを可能にしている。この急速な進化は、抗生物質に耐性を持つ多剤耐性病原菌(スーパー耐性菌)の発生につながっており、医学において重要である。古細菌.細菌.真核生物.単細胞真核生物は、そのライフサイクル全体を通じて単一の細胞から構成される。対して、ほとんどの多細胞真核生物は、ライフサイクルの最初のみ接合子と呼ばれる単一細胞から構成されるため、この条件は重要である。微生物真核生物は、一倍体か二倍体のどちらかであり、中には複数の細胞核を持つものもある。単細胞真核生物は、通常、好条件下では有糸分裂によって無性生殖を行う。しかし、栄養制限やDNA損傷に関連するようなストレス性条件下では、減数分裂や異型配偶子融合()によって有性生殖を行う傾向がある。原生生物.真菌類.植物.生態学.細菌は、地球上のほとんどすべての環境ニッチに適応できるようなを使用している。細菌は、DNA、RNA、タンパク質、代謝産物など、さまざまな種類の分子間の相互作用ネットワークを利用して遺伝子発現を調節している。細菌にとって、制御ネットワークの主な機能は、栄養状態や環境ストレスなどの環境変化への応答を制御することである。複雑なネットワークの構成により、微生物は複数の環境信号(環境シグナル)を調整し、統合することができる。極限環境微生物.植物と土壌.植物の根は、根圏(こんけん)と呼ばれる狭い領域を形成し、多くの微生物を保持するとして知られている。共生.