微生物世界的成員包括所有能進行代謝、生殖、適應等基本功能的單細胞生物，例如細菌、古細菌、藻類、真菌、原生動物等等。當然這個世界還包括一群奇怪的傢伙，它們僅含有核酸分子與蛋白質外套，而且一定要靠其他細胞的幫忙，才能存活與繁衍，這群沒有出息的傢伙就是病毒。

微生物世界是一個有條理、有規律的世界，但也是個充滿矛盾的世界。雖然微生物小到我們肉眼看不見，卻是地球上體積最龐大的生物之一，有一種長在地下的威斯康辛香菇，就是由許多微生物聚集起來的巨大生物體。取一茶匙的海水，裡面可能含有好幾百萬個微生物，可見微生物是多麼小的東西，但它們全部加起來，卻占了地球生物總質量的一半以上。也許單一個微生物對它所屬的群集沒有什麼影響，但眾多微生物集合起來，卻足以改變地球的面貌。

在《觀念生物學3、4》中，我們將看到特殊的微生物展現它們不凡的身手，我們也會用一些擬人化的敘述來反映它們在生命舞台上扮演的重要角色。除非有人重畫生命的大樹，不然目前為止，科學家已利用生物的共通特徵，將微生物世界劃分成三大群。

原核生物--細菌和古細菌
細菌和古細菌可說是世上最小且能獨立生存的細胞，它們平均比人體細胞小50倍，但又比病毒大70倍。

這群微生物的共同特徵是缺乏細胞核，它們的基因組是由一條雙股DNA頭尾相接而成的環狀結構，上面大約有500萬個核?酸。這個環狀DNA在細胞質中隨意扭曲纏繞。想知道一種生物有多複雜，可以檢查它的基因總數，基因數量愈多，表示生物需要的蛋白質種類愈多，生物本身也就愈複雜。原核生物的500萬個核?酸，相當於有5,000個左右的基因，而我們人類有大約80,000個基因。

細菌細胞外圍也有一層和我們細胞類似的細胞膜，細胞膜外還有一層由醣類和蛋白質構成的堅硬細胞壁。許多細菌和古細菌都具有鞭子般的延伸物（叫做鞭毛），可以像馬達那樣驅動，方便它們在有水的環境中到處遊走。它們還會形成一些小管子（叫做線毛），可以與其他細菌連接，或附著在別的表面上（例如人體上皮細胞的表面）。

細菌可以利用線毛來傳輸DNA（即水平基因轉移），這是單細胞版本的有性生殖。不過，細菌和古細菌一般是靠細胞分裂來繁殖（屬於無性生殖）。在有利的情況下，它們每12到20分鐘可以分裂一次。

細菌大多住在我們熟知的地方，像是土壤中、水中、食物中、動物表皮及消化道中。有些細菌含有鮮豔的色素，使它們能利用陽光做為能量的來源。有些細菌則演化出特殊能力，可以充分利用各種你想像得到的能量來源，包括岩石！有些細菌和人類一樣需要氧氣，但很多細菌可以在無氧的環境中優游自在，有些則把氧氣視為有毒的化學物，避之唯恐不及。

古細菌和細菌不同，它們大多居住在我們認為很惡劣的環境中，像是高溫、高鹽、強酸或強鹼的極端環境，大多數生物可不敢輕易踏上這些地方。古細菌躲避氧氣，有些還能從事特殊的活動，例如製造甲烷（天然氣）。

細菌和古細菌可說是地球上最成功的生命形式，因為它們幾十億年前就出現了，而且能生存在地球的任何角落。

真核微生物--藻類、真菌、原生動物
真核微生物是指那些具有細胞核的微生物。這類微生物細胞比較大，結構與功能也比較複雜多變。它們的DNA纏繞在蛋白質上，形成染色體，儲存在核膜包圍起來的細胞核中。真核細胞的DNA所含基因數目大約是原核細胞的10倍。新的證據顯示，真核微生物在演化過程中也出現得很早，它們的祖先很有可能是所有動植物的始祖。

真核微生物大多以單細胞形式存在，不過有些會聚集成群，有些則形成真正的多細胞生物。好比說海帶，就是由海藻構成的永久性群落，香菇則是由幾種分化過的真菌細胞聚集而成。海藻和真菌的細胞外圍也有一層類似細菌細胞壁的東西包圍著。

其他像是變形蟲和草履蟲之類的原生動物，則比較類似動物，它們不具有堅硬的細胞壁，且能夠以各種方式到處移動，捕捉食物。海洋中也存在大量的真核微生物，統稱為浮游生物，它們是食物鏈中極為重要的一環。

寄生細胞的微生物--病毒
病毒不具細胞構造，它們只是利用蛋白質外殼把DNA（或RNA）包裹起來的小東西，僅具有少數幾個基因。病毒比動物細胞還小2,000倍左右。有時候，它們會從遭感染的細胞帶走部分細胞膜，圍在自個兒外頭。病毒幾乎能入侵各種細胞，包括細菌、真菌、原生動物、植物、動物。在漫長的演化過程中，病毒可能很晚才出現，甚至可能來自活細胞。

病毒可以在細胞外休眠很長一段時間，而且只能在活的細胞中繁殖，它們操控寄主細胞的複製系統，使細胞只為它們效勞。病毒在寄主細胞內大量複製後，便破壞細胞而釋出，造成寄主生病。有些病毒雖然同樣是進出寄主細胞，卻能讓細胞毫髮未損。有時它們會把一些基因留在細胞內。病毒也會把寄主的某個基因併入自己的基因組中，再把這個基因存放到另一個被它感染的細胞中。事實上，從人類1%的DNA中含有病毒的DNA片段，就可以看出過去病毒與人類細胞之間的關係。