1970年，微生物界對細菌的研究終於達到頂峰，美國科學家凱裏（Kelly），史密斯（H.Smith）和沃克斯（Wilcox）從流感噬血杆菌的提取液中分離並純化了一種限製性核酸內切酶，為分子生物學及遺傳工程實驗室送來了加工DNA分子的“手術刀”。
1972年，瑞士人阿爾伯（W.Arber）等對限製性內切酶進行了提純，並把它用於遺傳工程中，開創了基因工程領域的研究。
1977年，美國微生物學家伍斯（Woese）提出古生菌是不同於細菌和真核生物的特殊類群。同年英國的桑格兒（Sanger）首次對X174噬菌體DNA進行了全序列分析。
1982—1983年，美國科學家普魯西納普魯西納（Prusiner）發現朊病毒（一種隻含蛋白質不含核酸極罕見的傳染性致病因子），使人們對中心法則的認識發生了根本的改變。
1995年，第一個獨立生活的細菌（流感嗜血杆菌）全基因組序列測定完成。
1996年，第一個自養生活的古生菌基因組測定完成。
1997年，第一個真核生物（啤酒酵母）基因組測定完成。
截止到2001年4月，已經有43種微生物完成了基因組測序，100多種微生物的全基因組測序工作正在進行。
二戰後工業微生物學研究領域隨著抗生素的發現而誕生了，在遺傳工程等高新技術的推動下，發展成為發酵工程，並與遺傳工程、細胞工程、酶工程和生物反應器工程一起組成了生物工程學這個當代高科技領域。20世紀50年代以後在應用微生物方麵，已著眼於擴大菌種、發酵原料和代謝產物的範圍，把代謝調控機製用於發酵生產，利用固定化細胞和固定化酶來提高發酵效益，應用遺傳工程進行超遠緣雜交後所得的“工程菌”來發酵生產新產品，直至利用動、植物或人體的細胞株（如淋巴細胞雜交瘤）進行大規模深層培養等。該領域的迅猛發展及其與相關生命科學研究的結合，使之成為21世紀最具誘惑力的產業。
通過前麵一係列的介紹，我們可以看到微生物學的發展無不體現著學科的交叉，特別是相關的細胞生物學、生物化學、遺傳學及分子生物學間的相互促進，由此推動了整個生命科學的飛速發展。同時物理、化學、計算機技術及材料科學的發展，也為微生物學的發展提供了必要的技術手段，近年來在生命科學領域引起震動的生物芯片技術即是以上學科與生命科學的完美結合。