微生物菌種在發酵工程中作為活細胞催化劑，優良菌種的選育和保藏是發酵能否順利實現的關鍵。從自然界直接分離到的野生型菌株積累產物的能力往往很低，無法滿足工業生產的需要，需要進行選育。菌種的選育主要是采用遺傳育種的方法，使出發菌株的DNA發生突變、重組，從而從中選出產量高、成品質量好或具有新的培養特性，如耐產物抑製、能利用廉價原料以及具有生產新品種能力的優良菌種。而為了使優良菌種的性狀保持穩定，需要人為創造條件，使菌種的新陳代謝活動處於不活潑狀態，即選取優良菌種的休眠體（孢子或芽孢）或富有生命力的懸浮液在低溫或脫水狀態下保存
一、發酵工業生產對菌種的要求
盡管工業用微生物菌種多種多樣，但作為大規模生產，微生物工業對菌種的要求主要表現為以下幾個方麵：
（1）能在易得、價廉的原料製成的培養基上迅速生長，且代謝產物產量高（目標產物的產量盡可能接近理論轉化率）。理論轉化率主要是指理想狀態下根據微生物的代謝途徑進行物料衡算所得出的轉化率的大小。
（2）目標產物最好能分泌到胞外，以降低產物抑製並利於產物分離。
（3）可以在要求不高、易於控製的培養條件下迅速生長和發酵。
（4）生長速度和反應速度較快，發酵周期較短。發酵周期短的優點在於感染雜菌的機會減少，設備的利用率提高。
（5）抗噬菌體能力強，不易被感染。
（6）菌種純粹，遺傳性狀穩定（不易變異退化），以保證發酵生產和產品質量的穩定性。
（7）菌體不是病原菌，不產生任何有害的生物活性物質和毒素（包括抗生素、激素和毒素等），以保證安全。使用新菌種時尤其應注意，應用於食品領域的菌種更需經嚴格鑒定，如早期醬油生產采用黃曲黴（Aspergillus.flavus），現已停止。
二、工業微生物常用菌種
工業用微生物菌種的來源主要有以下途徑：①從自然界分離出來的野生株；②經過誘變的菌株；③通過DNA重組的工程菌；④原生質體融合。
發酵工業中常用的微生物有細菌、酵母菌、黴菌和放線菌四大類群，此處介紹其中具有工業價值的主要微生物。
（一）細菌
細菌是自然界中分布最廣、數量最多、與人類關係最為密切的一類微生物，也是發酵工業中使用最多的一種單細胞生物。細菌的一般結構包括細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體及內含物；特殊結構是某些細菌所特有的，如莢膜、鞭毛、芽孢等，它們在細菌的分類鑒定中有重要的意義。
發酵工業中常用的細菌大多是杆菌，如工業上利用大腸杆菌（Escherichia coli）生產穀氨酸脫羧酶，進行穀氨酸定量分析，還可以利用大腸杆菌製取天冬氨酸、蘇氨酸和纈氨酸、天冬酰胺酶；利用枯草芽孢杆菌（B.subtilis）產生大量澱粉酶和蛋白酶；利用乳杆菌（Lactobacillus）製造乳製品；利用棒狀杆菌（Corynebacterium）、短杆菌（Brevibacterium）進行工業生產氨基酸和核苷酸等。