微生物作为生物，具有与一切生物的共同点，即： ① 遗传信息都是由 DNA 链上的基因所携带，除少数特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则。 ② 微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途径基本相同。 ③ 微生物的能量代谢都以 ATP 作为能量载体。
微生物作为生物的一大类 ，除了与其他生物共有的特点外，还具有其本身的特点及其独特的生物多样性：
1 、微生物的形态与结构多样性
微生物的个体极其微小，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到它们。测量和表示单位，细菌等须用 m m 作单位，病毒等必须用 nm 作单位。杆形细菌的宽度只有 0.5~2 m m ，长度也只有 1~ 几个 m m ，每 g 细菌的个数可达 10 10 个。微生物本身就具有极为巨大的比表面积，如大肠杆菌（Escherichia coli ）比表面积可达 30 万。这对于微生物与环境的物质、能量和信息的交换极为有利。
尽管微生物的形态结构十分简单，大多是单细胞或简单的多细胞构成，甚至还无细胞结构，仅有 DNA 或 RNA ；形态上也仅是球状、杆状、螺旋状或分枝丝状等，细菌和古菌形态上除了那些典型形状外还有许多如方形、阿拉伯数字状、英文字母形等等特殊形状。放线菌和霉菌的形态有多种多样的分枝丝状。微生物细胞的显微结构更是具有明显的多样性，如细菌经革兰氏染色后可分为革兰氏阳性细菌和阴性细菌，其原因在于细胞壁的化学组成和结构不同，古菌的细胞壁组成更是与细菌有着明显的区别，没有肽聚糖而由蛋白质等组成，真菌细胞壁结构又与古菌、细菌又很大的差异。
2 、微生物的代谢多样性
微生物能利用的基质十分广泛 ， 是任何其他生物所望尘莫及的 。 从无机的 CO 2 到有机的酸、醇、糖类、蛋白质、脂类等，从短链、长链到芳香烃类，以及各种多糖大分子聚合物 ( 果胶质、纤维素等 ) 和许多动、植物不能利用、甚至对其他生物有毒的物质，都可以成为微生物的碳源和能源。
而且微生物的代谢方式多样，既可以 CO 2 为碳源进行自养型生长，也可以有机物为碳源进行异养型生长；既可以光能为能源，也可以化学能为能源。既可在有 O 2 条件下生长，又可在无 O 2 条件下生长。代谢的中间体和产物更是多种多样，有各种各样的酸、醇、氨基酸、蛋白质、脂类、糖类等等。代谢速率也是任何其他生物所不能比拟的。如在适宜环境下，大肠杆菌每小时可消耗的糖类相当于其自身重量的 2 000 倍。以同等体积计，一个细菌在 1 小时内所消耗的糖即可相当于人在 500 年时间内所消耗的粮食。
代谢产物更是多种多样，蛋白质、多糖、核酸、脂肪、抗生素、维生素、毒素、色素、生物碱， CO 2 、 H 2 O 、 H 2 S 、 NO 2 -1 、 NO 3 － 1 、 SO 4 － 2 等等都可是微生物的代谢产物。
3 、微生物的繁殖与变异多样性
微生物的繁殖方式相对于动植物的繁殖也具有多样性。细菌以二裂法为主，个别可由性接合的方式繁殖；放线菌可以菌丝和分生孢子繁殖；霉菌可由菌丝、无性孢子和有性孢子繁殖，无性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形态；酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
微生物尤其是以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速率。如在适宜条件下，大肠杆菌 37 ℃时世代时间为 18 分钟，每 24 小时可分裂 80 次，每 24 小时的增殖数为 1.2 x 10 24 个。枯草芽孢杆菌 ( Bacillus subtilis ) 30 o C 时的时代时间为 31 分钟，每 24 小时可分裂 46 次，增殖数为 7.0 x 10 13 个。
