Mikrobiyoloji, bakteriler, virüsler, mantarlar ve protozoalar gibi mikroorganizmaların incelendiği bilim dalıdır. Bu mikroskobik varlıklar, Dünya üzerindeki yaşam için hayati öneme sahiptir ve ayrışma, azot fiksasyonu ve fotosentez gibi ekolojik süreçlerde kritik roller oynarlar. Boyutları küçük olsa da, mikroorganizmalar sağlığımız üzerinde büyük bir etkiye sahiptir; bağırsak florasının bir parçası olanlar gibi faydalı olabilecekleri gibi, hastalığa neden olan patojenler de olabilirler.

Mikrobiyoloji alanı, 17. yüzyılda Antonie van Leeuwenhoek tarafından ilk mikroorganizmanın keşfinden bu yana büyük ölçüde genişlemiştir. Günümüzde genetik dizileme teknolojisi ve moleküler biyolojideki ilerlemeler, mikrobiyologların daha önce hayal edilemeyen şekillerde karmaşık mikrobiyal ekosistemleri keşfetmelerine olanak tanımaktadır ve bu da tıp, biyoteknoloji ve tarımda yeni olanaklar açmaktadır.