微生物雖然個體小，結(jié)構(gòu)簡單，但它們具有與高等生物相同的基本生物學(xué)特性。微生物種類多、數(shù)量大、分布廣、繁殖快、代謝能力強，是自然界中其他任何生物不可能比擬的，而且這些特性歸根結(jié)底是與微生物體積小，結(jié)構(gòu)簡單有關(guān)。
2.1 代謝活力強
微生物體積小，有極大的表面積/體積比值，因而微生物能與環(huán)境之間迅速進(jìn)行物質(zhì)交換，吸收營養(yǎng)和排泄廢物，而且有最大的代謝速率。從單位重量來看，微生物的代謝強度比高等生物大幾千倍到幾萬倍。如發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1小時內(nèi)可分解其自重1000~10000倍的乳糖；Candida utilis（產(chǎn)朊假絲酵母）合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強100倍，比食用公牛強10萬倍。
微生物的這個特性為它們的高速生長繁殖和產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而使微生物有可能更好的發(fā)揮“活的化工廠”的作用。人類對微生物的利用主要體現(xiàn)在它們的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力。
2.2 繁殖快
微生物繁殖速度快，易培養(yǎng)，是其他生物不能比的。如Escherichia coli (大腸埃希氏菌，簡稱大腸桿菌)，其細(xì)胞在合適的生存條件下，每分裂一次的時間是12.5～20.0分。如按20分鐘分裂一次計，則每小時分裂3次，每晝夜可分裂72次，后代數(shù)為： 4722366500 萬億個（重約 4722噸），48小時為2.2×1043（約等于4000個地球之重）。
事實上，由于種種客觀條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時，因而在液體培養(yǎng)中，細(xì)菌的濃度一般僅能達(dá)到每毫升108～109個左右。
微生物的這一特性在發(fā)酵工業(yè)上具有重要的實踐意義，主要體現(xiàn)在它的生產(chǎn)效率高、發(fā)酵周期短上。而且大多數(shù)微生物都能在常溫常壓下，利用簡單的營養(yǎng)物質(zhì)生長，并在生長過程中積累代謝產(chǎn)物，不受季節(jié)限制，可因地制宜、就地取材，這就為開發(fā)微生物資源提供了有利的條件。如生產(chǎn)用做發(fā)面鮮酵母的Saccharmyces cerevisiae (釀酒酵母)，其繁殖速度不算太高（2小時分裂1次），但在單罐發(fā)酵時，幾乎每12小時即可收獲1次，每年可“收獲”數(shù)百次。這是其他任何農(nóng)作物所不能達(dá)到的“復(fù)種指數(shù)”。這對緩和人類面臨的人口增長與食物供應(yīng)矛盾也有著重大意義。另外微生物繁殖速度快的生物學(xué)特性對生物學(xué)基本理論的研究也帶來了極大的優(yōu)越性——它使科學(xué)研究周期大大縮短、經(jīng)費減少、效率提高。當(dāng)然對于危害人、畜和植物等的病原微生物或使物品發(fā)生霉腐的霉腐微生物來說，它們的這個特性就會給人類帶來極大的麻煩甚至嚴(yán)重的禍害。因而需要認(rèn)真對待。
2.3 種類多、分布廣
微生物在自然界是一個十分龐雜的生物類群。迄今為止，我們所知道的微生物約有10萬種。它們具有各種生活方式和營養(yǎng)類型，它們中大多數(shù)是以有機物為營養(yǎng)物質(zhì)，還有些是寄生類型。如微生物的生理代謝類型之多，是動、植物所不及的。分解地球上貯量最豐富的初級有機物——天然氣、石油、纖維素、木質(zhì)素的能力，屬微生物專有；微生物有著多種產(chǎn)能方式，如細(xì)菌光合作用、嗜鹽菌紫膜的光合作用、自養(yǎng)細(xì)菌的化能合成作用、各種厭氧產(chǎn)能途徑；生物固氮作用；合成各種復(fù)雜有機物——次生代謝產(chǎn)物的能力；對復(fù)雜有機物分子的生物轉(zhuǎn)化能力；分解氰、酚、多氯聯(lián)苯等有毒物質(zhì)的能力；抵抗熱、冷、酸、堿、高滲、高壓、高輻射劑量等極端環(huán)境能力；以及獨特的繁殖方式——病毒的復(fù)制增殖，等等。不同微生物可以有不同的代謝產(chǎn)物，如抗生素、酶類、氨基酸及有機酸等，還可以通過微生物的活動防止公害。自然界的物質(zhì)循環(huán)是由各種微生物參與才得以完成的。
微生物在自然界的分布極為廣泛，土壤、水域、大氣，幾乎到處都有微生物的存在，特別是土壤是微生物的大本營。任意取一把土或一粒土，就是一個微生物世界，其中含有不同種類的微生物�？梢赃@樣說，凡是有高等生物存在的地方，就有微生物存在，即使在極端的環(huán)境條件如高山、深海、冰川、沙漠等高等生物不能存在的地方，也有微生物存在。
從微生物種類多、分布廣這一特性可以看出，微生物的資源是極其豐富的�？墒菗�(jù)估計目前人類至多僅開發(fā)利用了已發(fā)現(xiàn)微生物種類的1%。因此，在生產(chǎn)實踐和生物學(xué)基本理論問題的研究中，利用微生物的前景是十分廣闊的。
2.4 適應(yīng)性強、易變異
微生物有極其靈活的適應(yīng)性，這是高等動、植物所無法比擬的。 其原因主要是因為其體積小和面積大，即比表面積大。為了適應(yīng)多變的環(huán)境條件，微生物在其長期的進(jìn)化過程中就產(chǎn)生了許多靈活的代謝調(diào)控機制，并有種類很多的誘導(dǎo)酶（可占細(xì)胞蛋白質(zhì)含量的10%）。
微生物的個體一般都是單細(xì)胞、簡單多細(xì)胞或非細(xì)胞的。它們通常都是單倍體，加之它們具有繁殖快、數(shù)量多和與外界直接接觸等原因，即使其變異頻率十分低（一般為10-5～10-10），也可以在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量變異后代。最常見的變異形式是基因突變，它可以涉及到任何形狀，諸如形態(tài)構(gòu)造、代謝途徑、生理類型以及代謝產(chǎn)物的質(zhì)或量的變異等。
人們利用微生物易變異的特點進(jìn)行菌種選育，可以在短時間內(nèi)獲得優(yōu)良菌種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這在工業(yè)上已有許多成功的例子。但若保存不當(dāng)，菌種的優(yōu)良特性易發(fā)生退化，這種易變異的特點又是微生物應(yīng)用中不可忽視的。
由于微生物具有生物的一般特性，又具有其他生物所沒有的特點，因而微生物也成為了許多生物學(xué)基本問題研究最理想的實驗材料。