地球上的生命的主体既不是人类，也不是动物界和植物界，而是微生物界。无论是物种的数量，生存年代的久远，还是在地球生态系统中的地位，微生物都当之无愧地占据着主体的地位。
迄今已知的微生物大部分为原核生物，原核生物包括细菌、放线菌、蓝藻和原绿藻四大类。原核生物加上病毒和菌物（属于真核生物），就构成了我们所称的微生物。狭义的微生物包括病毒、细菌和真菌三大类，而广义的微生物概念则还包括微型藻类和部分原生动物等。其中，细菌可以说是具有完整细胞的最小微生物。
最早的地球“居民”
在生物进化史上，微生物是最先出现的，不过目前存在的微生物大部分不是原初的种类，而是几十亿年进化的产物。这些最早的地球“居民”种类繁多，形态和结构多样，本领千差万别。别看它们属于微小型，但它们却是一切生物的祖先。
列文虎克的发现
在大自然中，生活着一大类人肉眼看不见的微小生命。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野，还是人迹罕见的高山之巅、辽阔的海洋深处，到处都有它们的踪迹。这一大类微小的“居民”称为微生物，它们和动物、植物共同组成生物大军，使大自然显得生机勃勃。
微生物王国是一个真正的“小人国”，这里的“臣民”分属于细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、立克次氏体、衣原体、支原体等几个代表性家族。这些家族的成员，一个个小得惊人。就以细菌家族中大个体杆菌来说，让3000个杆菌头尾相接“躺”成一列，也只有一粒米那么大；让70个杆菌“肩并肩”排成一行，刚抵得上一根头发丝那么宽。
微生物如此之小，人们只能用“微米”甚至更小的单位“埃”来衡量它。1微米等于1‰毫米。细菌的大小，一般只有几个微米，有的只有0.1微米，而人的眼睛大约只能分辨0.06毫米的东西，所以用肉眼没法看见微生物。微生物是怎样被人们发现的呢？
列文虎克是荷兰人，1632年出生在一个贫穷的家庭。他非常热爱大自然，也非常爱动脑筋。16岁的那一年，列文虎克离开了家乡，来到了荷兰的首都阿姆斯特丹，在一家杂货铺里当学徒。白天，他忙着干活，一到晚上，店铺关门后，他就借着灯光读着自己喜欢的书。他从书中知道了天空、宇宙，也从书中认识了许多动物、植物和小昆虫。这段时间，列文虎克从书本上学到了许多东西。杂货铺的隔壁是一家眼镜店，他有空就向师傅们学习磨眼镜片的技术。他还从一些手艺人那里学会了做金银饰品的手艺。在六年的学徒生活中，他学会许多在学校无法学到的知识。
微生物界中的“巨人”
微生物中也有看得见的。比如食用的蘑菇，药用的灵芝、马勃等都是微生物。生物学家曾在原捷克斯洛伐克发现一种巨蕈，属于真菌族微生物范畴。它直径4米多，重达100多千克。它不仅是微生物大家族中的“巨人”，在整个生物世界里也不算小了。他知道磨制的玻璃片可以将小的东西放大后，在脑海里产生了一个新奇的想法：如果能制造一种特殊的镜片可以把看到的东西放大许多，用它来观察一切微小的事物该有多好！
列文虎克的学徒期满了，他不得不为谋生而四处奔波，一直没有机会实现自己的理想。几十年过去了，最后他回到了自己的故乡，做了一个看门人。看门这种清闲的工作为他实现理想提供了充裕的时间。他开始了艰苦的磨制显微镜镜片的工作。经过许多天的辛劳，他终于做成了可以放大近200倍的世界上第一台显微镜。
列文虎克做好显微镜后，到处收集微小的东西放到显微镜下观察。有一次，他牙缝里取下牙垢，然后放在显微镜下观察。他惊呆了：牙垢里竟然有许许多多小生物，它们像鱼儿一样来回游动。他仔细地把看到的东西画在本子上，并详细记录了观察的结果。
此后，列文虎克每天不停地观察着、记录着。他的标本越来越多，他把这些观察结果寄到英国皇家学会并引起了轰动，全世界的人们都在议论着这个微小的尚不被人所知的世界。人们从世界各地来到荷兰列文虎克的家乡，要求看一看这些居然连肉眼也看不到的微小生物。
列文虎克用自己亲手制作的显微镜，第一个观察到了细菌。但是由于当时科学不发达，就连列文虎克自己也不知道发现这些细菌有什么用处，他只是把它们叫做可爱的“小动物”。
这以后，列文虎克继续观察了各种容器里的积水以及河水、井水、污水等，都发现有这样一个芸芸众生的“小动物”世界。列文虎克第一个通过显微镜看到了细菌，为人类敲开了认识微生物的大门。从此，人们借助显微镜揭开了微生物的奥秘。
生命三域学说
人类在发现和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的两大界——动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化，从两界系统开始发展为三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，直到20世纪70年代后期，有学者发现了地球上的第三种生命形式——古菌，才导致了生命三域学说的诞生。该学说认为生命是由古菌域、细菌域和真核生物域所构成。
古菌域包括嗜泉古菌界、广域古菌界和初生古菌界；细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其他原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、动物和植物。除动物和植物以外，其他绝大多数生物都属微生物范畴。由此可见，微生物在生物界级分类中占有特殊且重要的地位。
原核生物是由原核细胞构成的生物，细胞中无膜包围的核和其他细胞器，染色体分散在细胞质中，不具有完全的细胞器官，并主要通过二分分裂繁殖，细菌、蓝藻、支原体和衣原体都属于原核生物。原核生物与古核生物、真核生物并列构成现今生物三大进化谱系。
真核生物是由真核细胞构成的生物。真核细胞是含有真核（被核膜包围的核）的细胞。其染色体数在一个以上，能进行有丝分裂，还能进行原生质流动和变形运动。
最简单的真核生物在进化过程中产生两个分支，一个是原核生物（细菌和古菌），一个是原真核生物，在之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化。原真核生物经吞食一个古菌，并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因组而产生真核生物。
从原核细胞到真核细胞是生物演化从简单到复杂的转折点，原核细胞没有核膜，没有细胞器，结构简单。真核细胞具有核膜，整个细胞分化为细胞核和细胞质两部分，细胞核内具有染色体，成为遗传中心，细胞质内进行蛋白质合成，成为代谢中心。由于细胞结构的复杂化，增强了变异性，使得真核生物能够向高级体制发展。
本领强大的微生物
微生物能在地球上最早出现，又延续至今，与它们特有的食量大、食谱广、繁殖快和抗性高等有关。微生物的结构非常简单，一个细胞或是分化成简单的一群细胞，或是一个能够独立生活的生物体，承担了生命活动的全部功能。它们个体虽小，但整个体表都具有吸收营养物质的机能，这就使它们的“胃口”变得分外庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分换算成一个人要吃的粮食，那么，这个人得吃500年。微生物不仅食量大，而且无所不“吃”。地球上已有的有机物和无机物，它们都来者不拒，都会成为它们的食物来源。
微生物不分雌雄，它们的繁殖方式也与众不同。以细菌家族的成员来说，它们是靠自身分裂来繁衍后代的，只要条件适宜，通常20分钟就能分裂一次，一分为二，二变为四，四分成八……就这样成倍成倍地分裂下去。虽然这种呈几何级数的繁衍，常常受环境、食物等条件的限制，实际上不可能实现，即使这样，它们也足以使动植物望尘莫及了。
微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗缺氧、抗压、抗辐射及抗毒物等能力。因而，从1万米深、水压高达1140个大气压的太平洋底到8.5万米高的大气层；从炎热的赤道海域到寒冷的南极冰川；从高盐度的死海到强酸和强碱性环境，都可以找到微生物的踪迹。
由于微生物只怕明火，所以地球上除活火山口以外，都是它们的领地。微生物当然也要呼吸，它们有的喜欢吸氧气，是好氧性的；有的则讨厌氧气，属于厌氧性的；还有的在有氧和无氧环境下都能生存，叫兼性微生物。微生物不仅“能吃”，而且还“贪睡”。据报道，在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活细菌。微生物的休眠本领真是令人惊叹不已。
微生物的演化
微生物经历了一个从无到有，从简单到复杂，从低级到高级的演化过程。微生物种类不同，演化的途径、历程也迥异。同时，不同的演化历程也必然造就不同的生命体，庞大、多样、繁茂的生物界就在这种不同中形成了。
细菌的演化
太阳在燃烧中会自然产生对细胞生物生长有妨碍的化学物质，我们将之统称为有毒物质。这些有毒的物质会随着尘粒转移到太空中去。在尘粒中就带有毒性的化学物质元素不断发展壮大，当尘粒积聚到一定的质量，并在相互引力的作用下，使它们结合积聚时会产生冲击和碰撞的现象。当出现了火花时，也会产生有毒物质元素，这些有毒化学物质元素与尘粒紧密相依，相互依存。
在行星体不断发展壮大的过程中，尘粒天然地存在着对生命体有害的毒性元素。然而，地球上的尘粒在天然条件下，在水流和波浪的冲击下会使尘粒产生化合作用，在尘粒物质发生质的变化的同时，有毒元素也随着尘粒的变化而变化。当尘粒转变成为微小的有感觉的碳水化合物生命个体，即有机分子时，有毒物质元素同时也形成更为微小的化合物个体而存在于这个有感觉的个体之中，即存在于单细胞之中。
它是作为一种比单细胞还要微小的单个孢子状生命形态而独立地依附在细胞之中而生存的，它不是由单细胞结构所组成的生命形态，这种能在细胞中而独立生存的孢子状微小生命体，是一种原核生物，统称它为细菌。
细菌可以说是最小的具有完整细胞的微生物了。细菌的起源，根据目前已找到的化石来推断，可追溯至35亿年前，然而有关细菌的研究，则是显微镜发明改良后，才蓬勃发展的。
在显微镜下，我们看到的细菌，大致有3种形状：个儿又胖又圆的，叫球菌；身体瘦瘦长长的，是杆菌；体形弯弯扭扭的，称螺旋菌。不论哪种形状，它们都只是单细胞，内部结构和一个普通的植物细胞相似。细菌的外面有个坚韧而有弹性的外壳，称为细胞壁，细菌就靠细胞壁来保护自己的身体。紧贴细胞壁内部有一层柔韧的薄膜，叫细胞膜，它是食物和废物进出细胞的“门户”。
细胞膜里面充满着黏稠的胶体溶液，这是细胞质，其中含有各种颗粒和贮藏物质。有的细菌有细胞核，但比大生物的细胞核简单得多，因此人们叫它原核细胞。
多数细菌是不会运动的，只是由于它们体微身轻，所以能借助风力、水流或粘附在空气中的尘埃和飞禽走兽身上，云游四方，浪迹天涯。也有一些细菌身上长有鞭毛，好像鱼的尾巴，能在水中扭来摆去，游动起来速度挺快。霍乱弧菌凭借鞭毛的摆动，1小时内能移动18厘米，这段距离相当于它身长的9万倍！
细菌中，有的“赤身裸体”，一丝不挂；有的却穿着一身特别的“衣服”，这就是包围在细胞壁外面的一层松散的黏液性物质，称为荚膜。它既是细菌的养料贮存库，又可作为“盔甲”，起着保护层的作用。
细菌家族的成员，如果固定在一个地方生长繁殖，就形成了用肉眼能看见的小群体，叫菌落。细菌可以以无性或者遗传重组两种方式繁殖，最主要的方式是二分裂法这种无性繁殖的方式：一个细菌细胞细胞壁横向分裂，形成两个子代细胞。
生物进化到今天，已不可能找到所有性状都停留在原始状态的现存生物。细菌的情况也是这样。科学家在一类能用二氧化碳和氢气产生甲烷的厌氧细菌中，发现了一个既不同于一般的细菌，又不同于真核生物的类群。于是，就把这一特殊的生物类群称为原细菌，而为了与之区别，一般的细菌就称为真细菌。
最初的原细菌只有产甲烷细菌类为代表，后来越来越多的种类被鉴别出来了，包括生长在极浓的盐水中的盐细菌、可以在自燃的煤堆中生长的嗜热细菌、在硫磺温泉中或海底火山区生长的嗜硫细菌等。这些原细菌都是在比较极端的环境和条件下生存的，真细菌以及真核生物在这样的条件下早已不复存在了。
