Η μικροβιολογία περιλαμβάνει διάφορους επιμέρους κλάδους, καθένας από τους οποίους επικεντρώνεται σε διαφορετικούς τύπους μικροοργανισμών. Η ιολογία ασχολείται με τους ιούς, μικροσκοπικούς παράγοντες που μπορούν να προκαλέσουν διάφορες ασθένειες, από το κοινό κρυολόγημα έως το AIDS. Η βακτηριολογία επικεντρώνεται στα βακτήρια, τα οποία μπορεί να είναι ωφέλιμα ή παθογόνα για τον οργανισμό. Η μυκητολογία μελετά τους μύκητες, οι οποίοι είναι κρίσιμοι για τον κύκλο των θρεπτικών συστατικών, αλλά μπορούν επίσης να προκαλέσουν λοιμώξεις. Η παρασιτολογία εξετάζει τα παράσιτα και τις αλληλεπιδράσεις τους με τους ξενιστές, εστιάζοντας συχνά σε ασθένειες που επικρατούν σε τροπικές περιοχές. Επιπλέον, η ανοσολογία, η μελέτη του ανοσοποιητικού συστήματος, συχνά επικαλύπτεται με τη μικροβιολογία, ιδίως όσον αφορά την κατανόηση των αντιδράσεων του ξενιστή σε μικροβιακές λοιμώξεις.