微生物儘管個體微小，但卻在地球生物圈中佔據統治地位。它們是物種進化的起源，是地球上一切生態系統的基礎，為其他物種提供生存必需的營養物，並使這些營養物能夠被迴圈利用。從簡單的原核生物，到複雜的原生生物，這些微小的生物體數量龐大、形態各異。

原核生物

外星人造訪地球的時候也許會認為地球真正的主人是原核生物——即古細菌和細菌。它們的數量，超過了更高階的真核生物，種類也豐富多樣，而且它們在地球上無處不在。

原核生物是單細胞生物，屬於最早的生命形式。原核生物是生命兩種基本形式中的一種，與真核生物相對應。所有的活細胞都含有DNA， 真核生物的細胞還具有細胞核。大部分真核生物的細胞具有線粒體，線粒體是細胞內產生能量的細胞器。原核生物的細胞中既沒有細胞核，也沒有線粒體。古細菌和細菌的親緣關係相距很遠。它們分別由相互獨立的、至今還不為人所知的物種進化而來。古細菌的細胞被化學成分獨特的細胞膜所包被，細胞膜外具有一層堅韌的細胞壁， 其細胞內的DNA通常是被蛋白質所包被的。不同細菌的細胞，物理結構和化學成分的差異很大，尤其是它們的細胞壁。典型古細菌獨特的細胞壁結構使得它們能夠適應極端環境，而細菌也是無處不在的。

顯微鏡下的藍細菌群

儘管細菌是單細胞生物，但有些細菌的細胞，比如藍細菌，能夠相互結合在一起形成壯觀的長絲狀結構。

最小的生物體

原核生物都很微小，其大小必須用微米(μm)來衡量(1微米等於千分之一毫米)。一根頭髮粗約80微米、大多數原核生物卻只有1~10微米長，在電子顯微鏡下才可見。但原核生物幾乎存在於生物圈的每個角落：從大氣層到地殼深處，從海底至人體內都有它們的蹤跡。例如，你腸道里細菌的數目可能比你自身的細胞還多10倍。某些原核生物，在沸水中或結冰溫度下還能存活，有些耐輻射，甚至有些原核生物以毒氣或者腐蝕性酸為食。大部分原核生物從死去的生物體中獲得營養，原核生物透過寄生在其他活體生物中獲取營養。一些原核生物，在黑暗的條件下，利用礦物質中的能量製造食物；另外一些則透過光合作用，利用光能將二氧化碳和水轉變為食物和氧氣。儘管原核生物由於其致病性而臭名昭著，但實際上它們與人類健康息息相關。因為人類依賴於腸道細菌來分解食物，甚至產生某些人體所必需的營養物質。在差不多40億年裡，原核生物對於地球的氣候、岩石的形成以及其他生物的進化都產生了深遠的影響。

海底的熱液噴口是許多喜歡生活在高溫條件下的嗜熱古細菌的聚集地。

葡萄球菌是導致人類食物中毒的致病細菌之一。在被其感染的食物上，在顯微鏡下常可見其堆聚成的葡萄串狀。

討論——生命大熔爐

許多古細菌逐漸適應了生活在極端環境中。在熱水中， 它們脆弱的DNA被具有保護作用的蛋白質所包裹。在真核生物(真菌、植物、動物)的細胞中，類似的蛋白質包裹其更長的染色體。因此有這種可能：原始細胞中最初具有保護作用的蛋白質逐漸進化為高階生物所需要的額外DNA的“支架”。