تنوع زیستی موجود در میکروارگانیسم ‌ها ( موجوداتی که مستقیماً با چشم غیر مسلح دیده ‌نمی شوند ) به گونه ای است که در هیچ قسمت دیگر از زیست شناسی دیده ‌نمی‌شود. بررسی موشکافانه میکروارگانیسم ‌ها از لحاظ شکل، عملکرد و ویژگی ‌های بیوشیمیایی یا مکانیسم ژنتیکی، ما را به مرزهای دانش زیست شناسی رسانده است. بنابراین نیاز به نوآوری که آزمونی است برای تعیین کیفیت یک فرضیه علمی، بطور کامل در میکروب شناسی پاسخ داده می‌شود. یک فرضیه مفید باید اساسی برای تعمیم دهی قوانین ایجاد کند و تنوع میکروبها، میدانی برای این مبارزه دائمی به شمار می‌رود.

پیش‌بینی پدیده ‌ها که نتیجه عملی دانش است، حاصل ترکیبی از تکنیک و فرضیه است. بیوشیمی، بیولوژی مولکولی و ژنتیک ابزارهای مورد نیاز برای تحلیل میکروارگانیسم ‌ها را فراهم می‌آورند. میکروب شناسی نیز به نوبه خود، افق این علوم را گسترش می‌دهد. یک بیولوژیست چنین مبادله ‌ای را تشریک مساعی می‌نامد، یعنی هر جزء به تمام قسمتهای دیگر سود می‌رساند و گلسنگ ‌ها مثالی از تشریک مساعی میکروبی هستند. گلسنگ ترکیبی از یک قارچ و یک ارگانیسم نورگرا ( فتوتروپ ) است که می‌تواند یک جلبک (که یوکاریوت است) و یا یک سیانوباکتری (که پروکاریوت است) باشد. عضو نورگرا، تولید کننده اصلی است در حالی که قارچ تکیه گاه و سرپناهی برای این عضو فراهم می‌کند. در بیولوژی، به این حالت همزیستی اطلاق می‌شود که به معنای ارتباط مداوم ارگانیسم ‌های مختلف می‌باشد. در صورتی که در این مبادله، یک طرف عمدتاً سود ببرد، این ارتباط به عنوان رابطه انگلی شناخته می‌شود که در آن، یک میزبان نیاز انگل را بر طرف می‌کند. برای جدا سازی و تعیین ویژگی ‌های یک انگل مثلا یک باکتری بیماریزا یا ویروس، غالباً باید بتوان شرایطی مشابه سلول میزبان را در آزمایشگاه جهت رشد انگل فراهم نمود. این امر گاهی یک مشکل عمده برای محقق به شمار می‌رود.

کلمات symbiosis, mutualism و parasitism به دانش اکولوژی (بوم شناسی) تعلق دارند و استفاده از اصول بیولوژی محیطی را در میکروب شناسی نشان می‌دهند. میکروارگانیسم ‌ها حاصل روند تکامل هستند، یعنی محصولات بیولوژیک انتخاب ‌های طبیعی از شاخه ‌های گوناگون ارگانیسم ‌های متنوع (از لحاظ ژنتیکی) می‌باشند. البته قبل از تعمیم دادن این اصل به میکروارگانیسم ‌ها که ناهمگون ‌ترین گروه از موجودات زنده هستند، بهتر است پیچیدگی تاریخ حیات را در نظر گرفت.

در طبقه بندی بیولوژیک موجودات زنده، یک شاخه بزرگ را یوکاریوتها می‌نامند که در ارگانیسم ‌ها، هسته توسط غشایی احاطه شده است. شاخه دیگر پروکاریوت ‌ها هستند که در این ارگانیسم ‌ها، DNA به صورت فیزیکی از سیتوپلاسم جدا نشده است. البته تفاوت ‌های بیشتری بین یوکاریوتها و پروکاریوتها می‌توان قائل شد، مثلاً یوکاریوتها نسبت به پروکاریوتها اندازه بزرگتری دارند و دارای اندامک ‌های (ارگانل) تخصصی هستند که توسط غشاء محدود شده‌اند، مانند میتوکندریها.

همانطور که در مطالب بعدی شرح داده خواهد شد، یوکاریوتهای میکروبی به عنوان آغازیان نامیده می‌شوند و شاخه های عمده این گروه عبارتند از: جبلکها، تک یاخته ‌ها، قارچها و کپکها

خصوصیات منحصر به فرد ویروسها، آنها را در جایگاهی متفاوت با سایر موجودات زنده قرار می‌دهد. یوکاریوتها و پروکاریوتها، موجودات زنده هستند زیرا حاوی تمام آنزیم ‌های لازم برای تکثیر خود بوده، ابزارهای بیولوژیک لازم برای تولید انرژی متابولیک را دارا می‌باشند. بنابراین یوکاریوتها و پروکاریوتها از ویروسها متمایز هستند، زیرا ویروسها برای این عملکردهای ضروری به سلولهای میزبان وابسته هستند.