Mikroorganismen, manchmal umgangssprachlich auch „Mikroben“ genannt, sind mikroskopisch kleine Organismen mit eigenem Stoffwechsel (ausgenommen Viren), die als einzelne Individuen mit bloßem Auge in der Regel nicht zu erkennen sind. Erst in Massen, etwa in einer Kolonie, wie sie beispielsweise auf einem Nährboden entsteht, werden sie für das bloße Auge sichtbar. Ansonsten sind sie nur mit Hilfe eines Vergrößerungsinstruments, zum Beispiel eines Mikroskops, zu erkennen und zu beobachten.

Die meisten Mikroorganismen sind Einzeller. Beispiele für Mikroorganismen sind Bakterien (Beispiel: zur Herstellung von Sauermilchprodukten verwendete Milchsäurebakterien), viele Pilze (Beispiel: für Gärungen und zum Backen verwendete Hefen), mikroskopische Algen (Beispiel: die zur Ergänzung der Nahrung verwendeten Chlorellen), und Protozoen (Beispiel: Pantoffeltierchen Paramaecium und die Malaria-Erreger Plasmodium). Je nach Definition des Begriffs Organismus können auch Viren zu den Mikroorganismen gerechnet oder ausgeschlossen werden.

• Mikroorganismen erschienen auf der Erde erstmals vor etwa 3,8 Milliarden Jahren – zum Vergleich: Vielzeller entwickelten sich erst vor etwa 600 Millionen Jahren im Neoproterozoikum und der moderne Mensch erschien sogar erst vor etwa 130.000 Jahren.
• Mikroorganismen übertreffen alle anderen Spezies bei weitem an Zahl und stellen den größten Anteil an lebender Materie dar.
• Etwa 70 % der Biomasse unserer Erde besteht aus Mikroorganismen.
• Weniger als 0,5 % der geschätzten 2 bis 3 Milliarden Spezies der Mikroorganismen wurden bislang entdeckt und klassifiziert.
• Mikroorganismen treiben die für das Leben auf unserem Planeten wichtigen geochemischen Stoffumsetzungen an und beeinflussen das globale Klima.
• Die mikrobielle Verstoffwechselung kritischer chemischer Elemente wie Kohlenstoff oder Stickstoff trägt dazu bei, die Erde bewohnbar für alle anderen Lebewesen zu halten.
• Mikroorganismen erzeugen mindestens die Hälfte des elementaren Sauerstoffs (O2) des Planeten.
• Mikroorganismen gedeihen in einer erstaunlichen Vielfalt sehr unterschiedlicher Habitate, sowohl in extremer Hitze, Kälte, Strahlung, Druck, Dunkelheit, als auch in salziger, saurer und alkalischer Umgebung. Oft leben sie da, wo keine anderen Lebewesen existieren können, und beziehen ihre Nährstoffe ausschließlich aus anorganischem Material (Siehe hierzu auch: Extremophile).
• Die ungewöhnlichen Fähigkeiten von Mikroorganismen spiegeln sich in der Vielfalt der ökologischen Nischen wider, die sie besetzen können. Diese wiederum könnten sich als Quelle für noch unbekannte Gene und Organismen erweisen, die wertvoll sind für Biotechnologie (siehe hierzu zum Beispiel Polymerase), Energiegewinnung, biologischer Abbau von Abfall und Schadstoffen und vieles mehr. Bei Tankunglücken auf dem Meer "fressen" spezielle Mikroben den "Erdölteppich" auf.
• Die Zusammensetzung der Biozönose hinsichtlich ihrer Arten (engl.: diversity pattern = "Vielfältigkeitsmuster") in einem Biotop und ihre eventuellen Änderungen können zur Überwachung (engl.: monitoring) des Biotops beziehungsweise zur Vorhersage von Änderungen in einem Ökosystem genutzt werden.
• Mikroorganismen stellen die Wurzeln des Stammbaums des Lebens auf der Erde dar.
• Die Genome von Mikroorganismen sind von geringer Größe und daher relativ einfach zu erforschen: gewöhnlich bestehen sie aus nicht mehr als 10 Millionen DNA-Basen, im Vergleich zu den etwa 3 Milliarden Basen des Genoms von Menschen oder Mäusen.
• Mikrobielle Lebensgemeinschaften sind hervorragende Modelle für das Verständnis biologischer Wechselwirkungen in Ökosystemen und der Evolution.
• Auf und im menschlichen Körper existieren etwa 10 bis 100 mal mehr Mikroorganismen (vor allem Bakterien), als menschliche Zellen, aus denen ein Mensch besteht: 1 Billiarde Mikroorganismen gegenüber 10 - 100 Billionen menschliche Zellen.
• In einem einzigen Gramm menschlichen Kots befinden sich etwa 100.000.000.000 Mikroorganismen, von denen normalerweise aber kein einziger einen gesunden Menschen krank macht.
• Gesunde Menschen haben alle nahezu den gleichen Besatz von Mikroorganismen in Darm, Mund und Nase sowie auf der Haut. Im Magen-Darm-Trakt bilden sie Vitamine (Biotin, Folsäure und Vitamin K), stärken das Immunsystem, verhindern die Ansiedlung und Ausbreitung von pathogenen Bakterien und Pilzen und entwickeln eine gesunde Darmflora.
• Auf einem Quadratzentimeter Haut haben – wenn man von Bakterien mit 1 µm Länge und 0.5 µm Breite ausgeht – theoretisch 200 Millionen Bakterien Platz. Tatsächlich leben aber etwa nur 100 bis 10.000 Bakterien pro cm² Hautfläche; die Haut ist also relativ keimarm .
• Nach neuen Untersuchungen (Stand: 2006) können in einem Liter Meerwasser mehr als 20.000 unterschiedliche Arten von Mikroorganismen leben, in den Ozeanen insgesamt sogar bis zu zehn Millionen Arten (Quelle: [1])
• Mikroorganismen, genauer die Milchsäurebakterien (Döderleinflora), sorgen für ein saures Milieu (pH 3,8 - 4,5) in der Vagina von Menschen und Säugetieren und verhindern so bakterielle Infektionen.
• Bald nach dem Tod werden Mensch und Tier von den eigenen Darmmikroorganismen zersetzt; die intakten Schleimhäute lebender Organismen schützen sie vor den zersetzenden Bakterien im Darm.
• Die meisten Mikroorganismen verursachen keine Krankheiten. Es gibt aber einige pathogene Mikroorganismen, sie verursachen z.B. Pest, Tuberkulose und Ebola. Allerdings sind die Mikroorganismen wichtige Helfer bei der Herstellung von Arzneimitteln wie z.B. Insulin und Antibiotika.
• Es gibt Bakterien, wie z. B. Escherichia coli, die sich unter optimalen Bedingungen alle 20 min verdoppeln.
• Mikroorganismen werden zu Versuchszwecken in Labors eingesetzt, was Tierversuche zum Teil ersetzen kann.
• Mikroorganismen werden bei der Schädlingsbekämpfung als eine Alternative zu giftigen chemischen Mitteln eingesetzt.