微生物种类繁多。它们在自然界的分布非常广泛，存在于土壤、 水、 空气、 动植物体和人体中，一些极端环境中也有微生物生存。

    一、大气圈中的微生物

    大气圈中含有微生物，但因为大气中缺乏必需的营养物质和水分，加上太阳光中的紫外线照射，致使大气圈不能成为微生物生长繁殖的良好场所。大气圈中的微生物主要是随尘埃飘浮到空中去的，而且多数以孢子或其它休眠体形态存在。

    空气中的微生物与空气中的温度、 湿度等因素密切相关。 南方梅雨季节，空气中湿度大，霉菌含量很高，衣服等日用品极易发霉，到了秋冬季，空气中的霉菌含量很少。城市上空还经常出现病原微生物。它们的数量和种类随季节的更替和气候的变化而有不同，如降水可以将微生物从空气中移走。气流是空气中微生物传播的主要因素，有些种类可以借气流跨过大洋，造成世界性的分布。

    二、岩石圈中的微生物

    在岩石的裂隙中和岩石同水分与空气相接触的表面则是少数微生物的生境，常有细菌、藻类、真菌、地衣生长，称为岩生微生物。它们之中有些种类产生有机酸和螯合物，可以溶解硅酸盐和其它矿物，获得养料。有些叫内岩生的微生物可以生活在某些岩石碎片层之下，甚至在深达450m 岩层中也有生活着的微生物。有一个研究组在北美 9000 多万年前白垩纪沉积岩的深处含水层发现了厌氧微生物群，包括铁还原菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等，其数量达每毫升地下水 4000 个细胞。

    热带沙漠中主要是细菌和蓝细菌，寒冷的极地沙漠中除原核生物外，还有真菌生活，以及它们的共生体——地衣的生长。

    海洋沿岸的许多地方是水圈和岩石圈的界面， 常有大量藻类和蓝细菌定居在岩石上。

    三、水圈中的微生物

    水圈由淡水和海水两类水体组成。

    （一）淡水环境淡水环境分为静水（湖泊和池塘等）和流水（大小河溪）两种情况，它们的理化特性不同，微生物的组成和数量也各异。

    湖泊中多数微生物成员为土著性的，自养细菌占有重要地位，常见的光能自养菌为蓝细菌、紫色和绿色厌氧光合细菌，经常出现的化能自养菌有亚硝酸细菌、硝酸细菌和硫化细菌。

    一些外来的微生物随着径流而进入湖泊中。

    淡水湖底沉降物中的微生物常常不同于水层中的种类。在浅水池中，厌氧性光能自氧细菌存在于沉积物表面，使水体具有相应的颜色。真菌和纤维分解细菌主要存在于湖底的有机残体上。厌氧性异养细菌也是沉积物中的主要成员，包括假单胞菌属中具反硝化作用的种类。在沉积物内部则是严格厌氧性细菌占优势，包括芽胞梭菌、产甲烷细菌和反硫化弧菌。

    除土著微生物外，常有许多外源微生物随着土壤的侵蚀和径流、植物枯枝落叶和城市污水而进入湖泊，有些种类会迅速死亡而消失。

    河流中微生物的数量和种类主要受其流经区域的影响，大量的微生物都是外来的，尤其在流经城市的区段中，许多腐生微生物和病原菌进人流水。在人海的河口处，由于海水盐分的影响，淡水微生物逐渐被海洋微生物取代。

    （二）海水环境

    海水中的土著微生物具有自身的特点，它们在盐分浓度 2％～ 4％时才能生长。典型海洋微生物生长最适的盐浓度为 3.3 ～ 3.5% 并且在缺乏氯化钠时不生，90％～ 95％的海域温度低于 5℃，所以多数海洋细菌必须能在低温下生长。但是在海底火山和热泉喷口附近温度很高，生活着极端嗜热细菌。在海洋底部的沟壑中的细菌处于很大的静水压力下，因此，耐压细菌是土著海洋微生物的重要成员。

    海水中的微生物主要是藻类、需氧性或兼性厌氧性细菌。大多数细菌属中都有能在海水中生活的代表，如假单胞菌属和弧菌属中的一些种，还有能发光的细菌。海水中也存在真菌和原生动物。

四、极端环境中的微生物

    极端环境是指高等动植物不能生长，大多数微生物不能生活的高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射、缺氧等特殊环境。在这些环境中生活着能适应极端条件的微生物，如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌、耐辐射菌、厌氧菌等，它们被称为极端环境微生物，多数属于古细菌。由于它们具有不同于一般微生物的遗传机制、特殊的细胞结构和生理功能，在一些恶劣环境中，它们不仅能够生存，甚至很旺盛。因此在冶金、采矿、开采石油以及生产特殊酶制剂、环境保护等多种生产和科研领域中具有重要的理论意义与实践价值。

    生长在高温环境中的极端嗜热菌最适生长温度达 90℃。从深海热泉喷口附近分离的布氏热网菌，最适生长温度为 105℃，最高可达 110℃。

    酸热硫化叶菌不仅适宜温度范围为70 ～ 90℃，而且能在 pH1-4 的含硫热泉中生长。极端嗜盐菌生长的最适盐 浓 度 为 3 ～ 4mol/L， 它 们 在 晒 盐场上生长旺盛，由于细胞具紫色或红色，致使盐场呈现一片红色。在我国新疆盐湖分离的极端嗜盐菌，可耐受20％～ 30％的 NaCl 浓度。极端嗜碱菌生长在盐碱湖、碱湖或盐碱地，该环境中的 pH 为 8 ～ 10，最高可达 11。极端嗜压菌生长在深海底，最适生活压力为7.09275X107 ～ 8.106X107pa，最高可达 1.04871X108pa，低于 4.053X107Pa则不生长，移放到减压状态几小时就失去生长能力。极端嗜压菌也是极端嗜冷菌，最适温度为 2℃，高于 10℃就显著地减弱生存能力。地球表面 7％为冰层覆盖，许多细菌存在于冰层中称为海冰微生物群落，有些菌株在 -10℃生长。

    嗜冷的真菌和藻类能在两极冰雪或高山雪坡上旺盛生长，如美国加州高山雪坡上生长的一种衣藻呈现鲜红色的孢子层。嗜干菌能在水活度为 0.7 的谷物和水果干上生长。双孢嗜干真菌生境的水活度仅为 0.55 ～ 0.6。嗜高渗酵母能在果酱上生长。