Mikroorganismer er en overordnet betegnelse for et stort antal forskellige organismer, som kun kan ses gennem et mikroskop. De fleste mennesker har et noget abstrakt forhold til mikroorganismerne: "Nå, det er nok bare et virus", siger lægen. Eller "nu har der igen været et udslip af gensplejsede bakterier..." eller "gæren må være helt død; brødet hæver ikke...". I modsætning til de celler, som dyr, mennesker og planter består af, så er mikroorganismerne kendetegnet ved, at de fører et selvstændigt liv. De lever som enkelte celler, og de har evnen til selv at vokse og formere sig uafhængigt af andre celler. Udover bakterier omfatter gruppen af mikroorganismer: skimmelsvampe og gær, encellede dyr og planter samt virus. Mikroorganismerne kommer ind i vores dagligdag på mange måder. De lever i vores tarmsystem - mere end en milliard bakterier pr. gram tarmindhold - de nedbryder og omsætter vores affald, og de hjælper, når vi brygger øl og vin.
På grænsen mellem liv og kemi findes virus. Bakterierne kan betragtes som de mindste levende organismer i verden, men det er et spørgsmål om virus er levende væsener. Typisk består et virus kun af noget arvemateriale indkapslet i en "overfrakke" af proteiner. Den ligger og venter på at komme ind i en anden celle, og udnytte den anden celles stofskifte til at producere sine efterkommere. Virusets arvemateriale kommer kun til anvendelse inde i en anden celle. Virus er små "genetiske muldvarpe"; de kan invadere en organisme og enten ødelægge den med det samme, eller ligge skjult i cellens eget arvemateriale og vente på et passende tidspunkt! I størrelse er et virus typisk kun en tusindedel af en bakterie, dvs. som en rotteunge i forhold til et menneske! Bakterien derimod er en regulær levende, selvstændig og ofte bevægelig organisme og kunne man få dem til at ligge stille, ville der være plads til ca. 200 bakterier, i række efter hinanden, på punktummet efter denne sætning.
Bakterier er på trods, eller måske netop på grund af deres lidenhed, yderst succesfulde skabninger set som gruppe. De var antagelig de første levende organismer på denne klode for ca. 4 milliarder år siden, og de har stort set evnet at kolonisere alle områder. Selv i det Døde Hav, med dets ekstremt høje saltkoncentration, i svovlsyreholdige undervandskilder på over 100oC og i tarmsystemerne på stort set alle dyr findes der bakterier, der netop er tilpasset disse betingelser. De forhold, der har medvirket til bakteriernes ekstreme tilpasningsevne, er opbygningen af deres arvemateriale, deres mangfoldighed og det store antal arter. En lille bakteriekoloni på den gamle leverpostej vil typisk indeholde en milliard bakterier. Heraf vil en del være naturlige mutanter, dvs. have små ændringer i deres arvemateriale. Bakterier har normalt kun én kopi af deres ene kromosom (modsat højere former for liv), så en ændring i arvematerialet vil få omgående konsekvenser for cellen. Skifter de ydre betingelser - hvis man fx. kommer et antibiotikum i leverpostejen - så er der en vis sandsynlighed for, at der allerede eksisterer en mutant, der er i stand til at modstå denne bakteriegift, og som kan føre arten videre. På denne vis, og ved hjælp af udveksling af arvemateriale mellem forskellige bakterier, har de kunne tilpasse sig ubegribeligt mange forskellige fysiske, kemiske og biologiske vilkår.
Første gang menneskeheden opdagede bakterierne, var formodentlig allerede i slutningen af sekstenhundredetallet. En excentrisk hollandsk købmand, Antony van Leeuwenhoek, beskrev nogle små dyr, han kunne se i sine hjemmegjorte mikroskoper, men han holdt sine evner som mikroskopmager og linsesliber for sig selv, og det var først hundrede år efter hans død, at andre kunne gøre ham kunsten efter. Det er dog ikke mere end godt 100 år siden, at Louis Pasteur og ikke mindst Robert Koch, entydigt påviste en forbindelse mellem bakterien Bacillus anthracis og sygdommen miltbrand. Omkring århundredeskiftet var de hyppigste dødsårsager influenza, lungebetændelse, tuberkulose og forskellige tarminfektioner. En forståelse af mikrobernes betydning for vores velfærd, vigtigheden af hygiejne i bredeste forstand og opdagelsen af antibiotika, har nu vendt dette billede fuldstændigt i den industrialiserede verden, hvor de hyppigste dødsårsager nu er hjertekar sygdomme og cancer. I udviklingslandene udgør infektionssygdomme stadig meget alvorlige problemer, fx. malaria, tuberkulose, kolera, mæslinger o.m.a.
Der er i dag beskrevet ca. 5.000 bakteriearter, men det menes, at vi kun har kendskab til under 1% af de arter, der faktisk eksisterer i naturen! Klassifikationen af mikroorganismer er en kompleks opgave, og senest, med introduktionen af en række molekylærbiologiske teknikker, har man måtte vende op og ned på den gamle mikrobiologiske klassifikation. Arter, som tidligere var anset for ubeslægtede, har nu vist sig, genetisk set, at være i nær familie og omvendt. Ligeledes har bakteriers arvemateriale afsløret en langt højere grad af plasticitet og foranderlighed end hidtidigt antaget, og det har i mange tilfælde medført uklare eller flydende artsgrænser.