微生物（microorganism，microbe）是一類體積微小 、結構簡單、肉眼直接看不見，必須用光學顯微鏡或者電子顯微鏡放大后才能看得見的微小生物的總稱。微生物形態結構、新陳代謝、生長繁殖及遺傳變異等具有多樣性，因此微生物種類繁多，在自然界中廣泛分布，存在于土壤、空氣、江河、湖泊，存在于動物與人的體表及其與外界相通的腔道內，如消化道、呼吸道等。
根據微生物的結構特點、遺傳特性及分化組成可分為三大類。
原核細胞型微生物（prokaryote） 此類微生物細胞分化低，僅有染色質組成的擬核，無核仁和核膜。細胞質內除有核糖體外，無其它細胞器。這類微生物按伯杰（Bergey）分類包括真細菌（eubacterium）和古細菌（archaebacterium）。古細菌至今未發現有致病性的，因此與醫學有關的原核細胞型微生物均屬真細菌，包括細菌、螺旋體、衣原體、支原體、立克次體和放線菌。
真核細胞型微生物（eukaryote） 這類微生物細胞核分化程度高，有核仁、核膜和染色體，胞漿內有多種細胞器，如線粒體、內質網、高爾基體等，可行有絲分裂。包括真菌、藻類及原生動物，與醫學有關的是真菌（fungus）。
非細胞型微生物 這類微生物無細胞結構，僅由一種核酸和蛋白質組成。缺乏產生能量的酶系統，必須在活細胞內增殖。病毒（virus）屬此類微生物。
自然界中絕大多數微生物對人類和動植物的生存是有益的，它們在自然界的氮、碳、硫等循環和構成生物生態環境中是必需的，對生物的繁衍及食物鏈的形成，微生物均起著重要作用。
微生物在人類生活和生產活動中已被廣泛應用。在農業方面，利用微生物生產細菌肥料、轉基因農作物及生物殺蟲劑等。在工業方面，利用微生物發酵工程進行食品加工、酒類食醋和醬油等的釀造、抗生素生產，以及在制革、石油勘探、廢物處理等生產過程中無不應用微生物。另外，在近年發展的基因工程領域微生物也是*的，例如在基因重組中，細菌的質粒、噬菌體、病毒均作為載體被廣泛使用；大腸埃希菌、酵母菌等是zui常用的基因工程菌。人和動物體內存在著大量的微生物群，稱其為正常菌群（normal flora）。在正常情況下，這些正常菌群對機體有著生理、營養、免疫和生物屏障作用。據此，利用正常菌群菌株及其產物生產生態制劑治療菌群失調癥等已得到廣泛應用。
自然界僅有少數微生物對人和動、植物是有害的，它們可引起這些生物體的病害，這些能致病的微生物被稱為病原微生物（pathogenic microbes）。微生物學（microbiology）是研究微生物的生物學特性、生命規律及其與宿主間關系的科學。人們為利用微生物有益的一面，控制微生物對人類有害的一面，必須不斷地進行深入的研究。根據應用領域可分為工業微生物學、農業微生物學、醫學微生物學、獸醫微生物學、環境微生物學和海洋微生物學等。
醫學微生物學（medical microbiology）是研究與醫學有關的病原微生物的一門科學。主要研究內容是病原微生物的生物學特性、致病性及免疫性、微生物學檢查法及特異性預防和治療原則等。醫學微生物學不僅是基礎醫學的重要組成部分，對臨床醫學、預防醫學的發展也起著重要作用。近年來，微生物學在迅猛發展的生物技術等高科技領域中更是起著巨大的促進作用，甚至微生物生產已發展為獨立的支柱產業，如微生物發酵工程、酶工程、基因工程等。展望21世紀的醫學發展和經濟發展，微生物學仍是學科之一。