微生物所需的營養物質有6大類，即：碳源、能源、氮源、生長因子、無機鹽和水。

（1） 碳源：

能提供微生物營養所需碳（元）素或碳架的營養物質稱為碳源。（提供細胞生命活動所需的能量，提供合成產物的碳架）。對於為數眾多的化能異養微生物來說，碳源兼有能源功能的雙功能營養物。

碳源在製作微生物培養基或細胞培養基時有重要的作用，為微生物或細胞的正常生長，分裂提供物質基礎。

（2） 能源：

提供微生物生命活動所需的營養物質。

（3） 氮源：

提供細胞原生質和其他結構物質中的氮源，一般不作為能源使用。但化能自養細菌中的亞硝化細菌能從氨和二氧化氮等還原無機含氮化合物氧化中獲得其生命活動所需的能源，所以對它來說氮源兼有氮源和能源雙重功能。

（4） 無機鹽：

A) 提供微生物細胞化學組成中（除碳和氮外）的重要元素；B）參與並穩定微生物細胞的結構；C）鎂、銅和鋅等是許多酶的啟用劑，固氮酶含Fe、Mo輔因子；D)調節和維持微生物生長過程中諸如滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位等條件；E）用作某些化能自養細菌的能源物質；F）用作呼吸末端的氫受體。

（5） 生長因子和生長抑制因子：

指在組織培養中，除了氨基酸、維生素、葡萄糖以及無機鹽等正常成分之外，其可以代替培養基血清高分子物質的而促進細胞生長的物質。具有刺激細胞生長活性的細胞因子。

（6） 水:

水是營養物質代謝產物的良好溶劑，營養物質和代謝產物都是透過溶解和分散在水中而進出細胞的。水還可保證細胞內的溫度不會因代謝過程中釋放的能量驟然上升。它還有利於生物大分子結構的穩定。