Los microorganismos patógenos son aquellos que producen enfermedades infecciosas a las plantas y a los animales. El factor que hace que un microorganismo sea patógeno se denomina factor de virulencia (toxinas y enzimas extracelulares).

Además las enfermedades infecciosas se pueden clasificar en función de los microorganismos que las producen o según el medio por el que son transmitidas: por contacto directo como la rabia y el tétanos, por el aire como la gripe y el sarampión, por transmisión sexual como el sida y la hepatitis B, por alimentos o  por el agua como el botulismo y la salmonelosis o por animales como la malaria y la fiebre amarilla.

La acción de los microorganismos se estudia en medios de cultivos donde se puede observar su crecimiento que se distinguen según su estado en medios líquidos y medios sólidos; y según los componentes en medios de enriquecimiento, selectivos e indicadores.  Además existen agentes antimicrobianos físicos o químicos que controlan el crecimiento de los microorganismos.

Por otro lado, la biotecnología microbiana ha permitido mejorar la producción de antibióticos, vitaminas, aminoácidos y enzimas; y participan en procesos como las fermentaciones, el control de plagas de insectos, la industria alimentaria, la industria genética y la depuración de aguas residuales.

 

Por último, los microorganismos se relacionan con los ciclos biogeoquímicos donde pueden realizar la descomposición de la materia orgánica compleja muerta en materia orgánica sencilla o la mineralización de la materia orgánica en materia inorgánica. Los ciclos donde se pueden ver presentes los microorganismos son el ciclo del carbono, del azufre, del hierro, del nitrógeno, del fósforo y la degradación de hidrocarburos.