在自然界中微生物的種類很多。根據生物學係統的分類方法，我們一般可把微生物分為細菌（包括自養型菌和異養型菌）、真菌、螺旋體、黴形體、立克次氏體、衣原體和病毒八大類。
細菌
在微生物家族中，細菌在自然界中分布最廣、數量最多，與人和自然的關係也最為密切。細菌都是以單個細胞形式存在，無細胞核。細菌很小，衡量它的單位是微米（千分之一毫米）。一個細菌一般隻有一微米那麼大，所以我們必須用顯微鏡把它們放大幾千倍甚至幾萬倍才能看到它們。
細菌形態多樣，但基本的形態有三種，即球狀、杆狀與螺旋狀。據此我們可把細菌分為球菌、杆菌和螺旋菌三種。根據球菌分裂後排列成的形狀情況，又可分為雙球菌、鏈球菌、回聯球菌、八疊球菌和葡萄球菌等。很多球菌存在於空氣和人畜體內，多數為不致病菌，但也有一些可致病，如引起人肺炎的雙球菌，引起人畜化膿炎症的鏈球菌和金黃色葡萄球菌等。
杆菌又可分為長直大杆菌、短杆菌、球杆菌、棒狀杆菌和梭菌等。自然界中細菌多數是杆菌，杆菌中有許多是致病的，像炭疽杆菌、結核杆菌、壞死杆菌、沙門氏杆菌、丹毒杆菌、布氏杆菌、巴氏杆菌等，它們可引起烈性傳染病，嚴重地危害人畜。梭菌是因為杆菌的菌體內形成一個比菌體直徑大的芽孢，因而形成外形如織網的梭狀。有的梭菌，則能產生強烈的外毒素，可引起人畜中毒，如破傷風梭菌能產生神經痙攣毒，引起人畜強直症；又如肉毒梭菌產生的肉毒素，是現已知的毒物中最毒的一種，1毫克毒素能致死109隻小白鼠，也可使幾十萬人死亡。
螺旋菌又可分為弧菌和螺菌。菌體隻有一個彎曲度的一類細菌是弧菌。這類細菌中，我們熟悉的如人霍亂弧菌就是。螺菌是數次旋轉呈螺旋形的，如人畜中的一種致病菌——空腸結腸彎杆菌就是螺菌。
細菌的結構有基本結構和特殊結構兩種。基本結構包含細胞壁、細胞膜和細胞質及少量的細胞器，沒有細胞核，核內的遺傳物質均分散在細胞漿中。
有些細菌有特殊結構，如黃膜、鞭毛、菌毛和芽孢。黃膜是細菌胞壁外的一層滑液樣物質，在白細胞捕捉細菌的時候，細菌依靠黃膜逃逸。鞭毛是細菌長出的長長的尾巴或長毛，它可以擺動，細菌借此可以運動。菌毛是細菌周身長的一層細的絨毛，通過這些菌毛可以黏附在寄生物表麵。芽孢是有的細菌在條件惡劣的情況下，菌體發生濃縮、外殼變厚所形成的一種小體，它可以幫助細菌躲過難關，並在條件適宜時重新長成菌體。
細菌的生命活動：細菌作為一個獨立的生命體，它時刻進行著新陳代謝，與周圍環境進行物質交換，合成菌體組成成分，分解一些物質，獲得能量。在新陳代謝的同時，細菌也進行著生長和繁殖。這些都是一些生物化學反應的過程。在這些過程中，需要各種酶（生物化學反應的催化劑，是一種蛋白質）參與，不同的細菌有不同的酶係統，因此鑒別細菌就靠鑒別其所含有的酶。
細菌與外界環境間的物質交換很迅速，生長很快。一般細菌隻要十幾分鍾到幾分鍾就可完成一個世代，它們繁殖的方式是二分裂法，即一個變二個、二個變四個、四個變八個，如此，一個細菌在合適的條件下培養24小時後，可以達到萬億億個（1020）細菌。從一個細菌起，在這短短的24小時所進行的物質交換可達1017千克以上。可見細菌的代謝和繁殖是多麼的神速。
細菌的營養類型：自然界中細菌的種類非常多。所有的腐生性細菌和寄生性細菌都在生態係統中起分解作用，即分解有機物，使有機物還原為礦物態的無機物，供植物利用。它們分解動植物的屍體、分泌物和排泄物，分解食物殘渣，甚至分解活的機體，讓有機物質變成無機物質，使地球上有限的物質資源能周而複始循環運轉著，而不致枯竭。這類起分解作用的細菌我們叫它們為異養菌。但除異養菌外在自然界中還存在種類和數量繁多的自養菌，這些細菌有的能氧化無機物，像硝化細菌、硫化細菌和氫細菌，它們通過氧化無機物質獲得能量，利用這些能量再同化CO2，合成菌體所需的成分。有些細菌菌體中具有光合色素，它們能像綠色植物一樣直接利用光進行光合作用，合成有機物。如綠硫細菌、紫色細菌和藍細菌等。這些類型的細菌，很多在其生長過程中不需要有機物，有機物存在反而會抑製它們生長。