微生物与人类的生产、生活和生存息息相关。有很多食品(如酱油、醋、味精、酒、酸奶、奶酪、蘑菇)、工业品(如皮革、纺织、石化)、药品(如抗生素、疫苗、维生素、生态农药)是依赖于微生物制造的;微生物在矿产探测与开采、废物处理(如水净化、沼气发酵)等各种领域中也发挥重要作用。
微生物是自然界唯一认知的固氮者(如大豆根瘤菌)与动植物残体降解者(如纤维素的降解)，同时位于常见生物链的首末两端，从而完成碳、氮、硫、磷等生物质在大循环中的衔接。若没有微生物，众多生物就失去必需的营养来源、植物的纤维质残体就无法分解而无限堆积，就没有自然界当前的繁荣与秩序或人类的产生与维续。
微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。实际上，人体的外表面(如皮肤)和内表面(如肠道)生活着很多正常、有益的菌群。它们占据这些表面并产生天然的抗生素，抑制有害菌的着落与生长;它们也协助吸收或亲自制造一些人体必需的营养物质，如维生素和氨基酸。
这些菌群的失调(如抗生素滥用)可以导致感染发生或营养缺失。然而另一方面，人类与动植物的疾病也有很多是由微生物引起，这些微生物叫做病原微生物(pathogenic microorganism)或病原(pathogen)。
经常听说的致病微生物还有:流行已经完全得到控制或消灭的天花病毒(引起天花)和脊髓灰质炎病毒(导致小儿麻痹症);引起炭疽病的炭疽杆菌;以及近年来显现的萨斯冠状病毒(引起严重急性呼吸道综合症，又名萨斯、也俗称非典型肺炎)和可能将在人类流行的禽流感。
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