La microbiologia è la branca della biologia che studia la struttura e le funzioni dei microrganismi, cioè di tutti quegli organismi viventi non visibili ad occhio nudo: batteri, Archaea, alcuni tipi di funghi, lieviti, alghe e protozoi. La microbiologia studia anche i virus, sebbene questi non siano classificati come esseri viventi in senso stretto.
Nonostante le conoscenze finora acquisite sullo studio dei microrganismi siano notevoli, soprattutto per quanto riguarda quei microrganismi capaci di avere significativi effetti sull'uomo, come i batteri responsabili di malattie, la microbiologia rimane un campo di studi ancora aperto e in attiva espansione. Stime attendibili indicano che solo l'1% di tutti i microrganismi presenti nei più svariati habitat sono stati individuati o studiati, a più di tre secoli dalla nascita della microbiologia.
I microrganismi, oggetto di studio della microbiologia, sono esseri che appartengono praticamente a tutti i regni: dai procarioti (come Batteri ed Archea) agli eucarioti (come lieviti, funghi, alghe, protisti), e comprendono anche elementi come i virus che non vengono considerati, in senso stretto, esseri viventi. Con il procedere delle conoscenze in questo campo, sono perciò nate delle branche della microbiologia che si occupano di studiare specificamente alcuni tipi di microrganismi. Tra queste, quelle più degne di nota sono:
* la virologia, che studia i virus
* la batteriologia, che, oltre a studiare i Batteri, estende il suo campo di studi anche agli Archea, esseri procarioti per lungo tempo considerati simili ai batteri stessi.
* la micologia, che studia i miceti, ossia i funghi, in forma unicellulare (lieviti) o pluricellulare (muffe)
* la protozologia, che studia i Protozoi.
Esistono inoltre delle branche della microbiologia che studiano diversi aspetti della vita microbica, quali ad esempio:
* la fisiologia microbica, che studia la fisiologia e la biochimica delle cellule dei microrganismi. Include lo studio della crescita microbica, del metabolismo e della struttura cellulare dei microrganismi.
* la genetica microbica, che studia la genetica dei microrganismi ed esplora come i geni sono organizzati e regolati nei microganismi, in relazione alle funzioni cellulari.
* la microbiologia evoluzionistica, che studia l'evoluzione dei microrganismi. Include lo studio della tassonomia e della sistematica batterica.
