17世紀中葉荷蘭人呂文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）用自制的簡單顯微鏡觀察并發現了許多微生物。

　　一大批研究者在19世紀下半葉推動了微生物學研究的蓬勃發展，其中貢獻最突出的有巴斯德、科赫、貝耶林克和維諾格拉德斯基。

　　微生物學的一套基本技術在19世紀后期均已完善，包括顯微術、滅菌方法、加壓滅菌器（Chamberland，1884）、純培養技術、革蘭氏染色法（Gram，1884）、培養皿（Petri，1887）和瓊脂作凝固劑等。

　　20世紀上半葉微生物學事業欣欣向榮。微生物學沿著兩個方向發展，即應用微生物學和基礎微生物學。在應用方面，對人類疾病和軀體防御機能的研究，促進了醫學微生物學和免疫學的發展。青霉素的發現（貝mmn9，1929）和瓦克斯曼（Waksman）對土壤中放線菌的研究成果導致了抗生素科學的出現，這是工業微生物學的一個重要領域。環境微生物學在土壤微生物學研究的基礎上發展起來。微生物在農業中的應用使農業微生物學和獸醫微生物學等也成為重要的應用學科。應用成果不斷涌現，促進了基礎研究的深入，于是細菌和其它微生物的分類系統在20世紀初中葉出現了，對細胞化學結構和酶及其功能的研究發展了微生物生理學和生物化學。微生物遺傳與變異的研究導致了微生物遺傳學的誕生。微生物生態學在20世紀60年代也形成一個獨立的學科。

　　20世紀80年代以來，在分子水平上對微生物的研究迅速發展，分子微生物學應運而生：在短短的時間內取得了一系列進展，并出現了一些新的概念，較突出的有，生物多樣性、進化、三原界學說；細菌染色體結構和全基因組測序；細菌基因表達的整體調控和對環境變化的適應機制；細菌的發育及其分子機理；細菌細胞之間和細菌同動植物之間的信號傳遞；分子技術在微生物原位研究中的應用。經歷約150年成長起來的微生物學，在2l世紀將作為統一生物學的重要內容而繼續向前發展，其中兩個活躍的前沿領域將是分子微生物遺傳學和分子微生物生態學。