自然界任何環境條件下的微生物都不是一個單一的、彼此獨立的群體，微生物和微生物之間的相互影響、依賴、互生、共生，同時微生物和環境間的特定關係，使微生物表現出與之相適應的形態和功能。中國白酒得天獨厚的生態環境、傳統的製曲工藝、特殊的發酵容器構成了紛繁複雜的微生物群。數十年來，眾多的科研單位與科技工作者，對中國白酒的釀造微生物進行分離、鑒定，其種類主要包括四大類。原核生物中的細菌、放線菌，真核生物中的酵母、黴菌。下麵主要以濃香型釀酒微生物的研究進展來進行闡述。
中國濃香型白酒的生產以泥窖窖池為基礎，發酵過程是棲息在窖池糟醅、窖泥中的龐大微生物區係在糟醅固、液、氣三相界麵的複雜的物質能量代謝過程。發酵過程中產生的黃水充當著窖泥與糟醅物質交換的載體，封窖發酵形成的窖內壓力和含氧量變化使酒糟中的養分和來自曲藥、環境的微生物及其代謝產物不斷通過黃水進入泥中，而窖泥中的特種微生物種群及其代謝產物又不斷地進入糟醅中，在實現窖泥自身新陳代謝的同時，也完成窖泥與糟醅的物質能量交換。窖泥微生物經過長期的馴化和變異發展，微生物種類不斷豐富，慢慢形成了以己酸菌、丁酸菌為主的窖泥微生態菌群體係，其生命代謝所產生的複合窖香香氣構成了濃香型白酒窖香濃鬱的基礎。窖池在連續生產過程中，每一個批次，窖池中就產生一次曲藥微生物、環境微生物與窖泥微生物的相互遷徙以及微生物菌群在糟醅中的演化交替並趨於穩定。因而，每一次固態發酵過程，就是窖池微生態環境中微生物區係的一次動態平衡過程。而每一次平衡體係的形成，製約了窖池內物質代謝和能量代謝的走向，決定了白酒不同的風味特征。正因為中國濃香型白酒風格形成的獨特性，中外科研人員對中國濃香型白酒窖池微生態係統及其構成做了大量的研究工作，並取得了一些可喜的成果。其中具有代表性的研究如下：
一、曲藥微生物的研究
我國利用微生物進行穀物釀酒的曆史至少可追溯到4000多年前的龍山文化時期，古人對曲藥中微生物存在的認識也早於西方1500多年，但卻一直停留在感性及外在描述上。隨著17世紀顯微鏡的出現，19世紀中葉對發酵現象的本質性認識，外國人開始把目光轉向了中國的釀酒曲藥。據張文學查證，1892年，法國人A.Calmette研究了中國的小曲，從中分離出糖化力極強的魯氏毛黴(Mucor rouxianus)，建立起了利用澱粉發酵生產酒精的“阿米露法”(Amylo Process)。20世紀初以來，日本人齊藤、山崎等開始了對中國釀酒微生物的研究，20世紀90年代初，花井、橫山等對中國大曲微生物區係的形成與酶活力的關係進行了詳盡的調研，對各種酒曲中微生物區係、酶活力、化學成分等有了清楚的認識。橫山等通過異地製曲實驗比較，基本上已能再現中國曲的製備及其功能特性，在對天津某釀酒廠大曲進行微生物分類鑒定後，提出了中國大曲黴菌的主要類別是Absidia而非Rhizopus的看法。
我國科研工作者一直沒有停止過對大曲的認識和對大曲微生物區係的研究，特別是20世紀80年代後期以來，隨著對傳統固態發酵白酒再認識的需要，對大曲微生物的研究也逐漸進入高潮，提出了曲藥微生物代謝指紋分析理論等……
廖建民等在前人黴菌及酵母研究的基礎上，對大曲中的細菌菌係進行了研究，指出曲藥中的細菌主要是數量和種類均較多的芽孢杆菌，而無芽孢杆菌和球菌的數量相對較少；無芽孢杆菌主要是醋酸杆菌和乳酸杆菌，而球菌種類比較單一，主要是乳球菌類。
施安輝等對徐坊大曲的微生物區係進行了係統的調查，初步弄清了微生物的構成情況，認為中溫大曲和中高溫大曲的微生物區係的構成存在明顯差異。中高溫大曲中芽孢杆菌的數量和種類都較中溫大曲多，而且還含有蠟狀芽孢杆菌和嗜熱脂肪芽孢杆菌；中溫大曲中的酵母主要是酵母屬和漢遜酵母屬的種類，而中高溫大曲主要是耐高溫的假絲酵母和白地黴占優勢；中溫大曲的黴菌主要是黑曲黴、毛黴、根黴和青黴，而中高溫大曲則主要是米曲黴、紅曲黴和土曲黴等。
餘有貴對中、後期在樓上培養的邵陽大曲進行了研究，探討了製曲過程中位於曲外層和曲心的細菌、黴菌、酵母3類主要微生物的消長情況，認為主要微生物總數在初期出現高峰，中期步入低穀，後期在曲心稍有回升；前期以細菌和酵母菌為優勢類群，中期以黴菌占優勢，後期以黴菌和細菌居多；無論哪個時期，曲外層的黴菌數和酵母菌數明顯高於曲心；而細菌數偏高的原因是中後期在二樓培菌，曲表保溫保濕不夠，而曲心水分難以排出，有利於細菌的過度增殖，影響出酒率與酒質。
賴登燡等對中國濃香型白酒(水井坊)大曲生物酶功能進行了研究，通過對酶活力、產酸力、產酯力、氨基酸含量等進行分析，論述了中國濃香型白酒大曲中澱粉酶、糖化酶、蛋白水解酶、酯化合成酶活力的高低與濃香型白酒質量及產量之間的關係，在理論和實踐上為大曲生產工藝的改進及在代謝調控上為白酒質量的控製提供了一定的依據。
聞長生、李順成等成功地從大曲中分離出了具有較強酯化能力的菌株，應用在黃漿水的酯化中，使黃漿水中的有機酸類得到了充分利用，產生的酯化液用於白酒生產，酯化效率高、風味突出，酒質明顯提高，不僅減少了汙染物的排除，而且使過去棄之不用的副產物變廢為寶，實現了企業內部的資源再生利用。
胡永鬆、王忠彥等對幾家名酒廠的製曲過程，采用微機控製架式發酵的方式，進行生態環境的模擬研究，並利用計算機輔助方法對微生物類群及生化性能進行了分析，通過上萬個數據的收集整理和計算機處理，認為采用人工生態環境模擬，完全可以製備質量穩定、優質率高的大曲，且液化酶和糖化酶活力明顯提高，在節約空間、減輕勞動強度上有明顯優勢，經過幾家名酒廠的生產實際應用，人工模擬製曲技術體現了良好的經濟和社會效益。
吳衍庸等研究表明，濃香型酒曲中的細菌總數高於醬香型酒曲。芽孢菌則是醬香型酒曲高於濃香型酒曲；產酸菌、分解菌是濃香型酒曲高於醬香型酒曲。產酸細菌上，表現出不同濃香型酒的酒曲均高於醬香型郎酒酒曲，醋酸細菌數出現在郎酒酒曲上又高於其他濃香型酒酒曲，酒曲中存在一定數量的梭狀芽孢杆菌，檢測均為產丁酸的細菌，未檢測到己酸菌的存在，這也說明丁酸菌在自然界中普遍存在；而己酸菌隻在特定環境中生存，己酸菌分離多來自老窖泥，培養優質窖泥應增殖己酸菌以控製丁酸菌，這有利於新窖酒質的提高。濃香型酒曲與醬香型酒曲其細菌區係結構不同，主要反映在製曲溫度上，由於醬香型酒曲為高溫製曲，生產的是高溫曲，因此，在菌群構成上，則以高溫嗜熱菌為主；濃香型酒曲以中溫培菌，菌群則以常溫菌為主。兩類酒曲其菌群代謝特征不同，對白酒風味的形成產生不同影響，表現出醬香型酒與濃香型酒的特有風格。劍南春酒曲與其他的濃香型酒曲有異，菌群分析結果介於濃、醬香酒曲之間，分析可能仍與製曲溫度有關，受製曲工藝影響所致。反應在劍南春酒獨特風格上，是否與酒曲有關有待研究。