सूक्ष्मजीव इतने छोटे जीव होते हैं कि उन्हें सूक्ष्मदर्शी के बिना नहीं देखा जा सकता। इनमें जीवाणु, आर्किया, कवक, प्रोटोजोआ और विषाणु शामिल हैं, हालांकि विषाणुओं को हमेशा जीवित नहीं माना जाता। ये हर जगह मौजूद होते हैं: मिट्टी, पानी, हवा और हमारे शरीर के अंदर। शरीर में इनकी संख्या मानव कोशिकाओं से कहीं अधिक होती है और ये पाचन, प्रतिरक्षा और स्वास्थ्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनमें से अधिकांश हानिरहित होते हैं। कुछ उपयोगी होते हैं। कुछ रोग उत्पन्न करते हैं।

सूक्ष्मजीवों ने पृथ्वी को आकार दिया है। सायनोबैक्टीरिया ने प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से वायुमंडल में ऑक्सीजन का उत्पादन किया। जीवाणु मिट्टी में नाइट्रोजन को स्थिर करते हैं, जिससे यह पौधों के लिए उपलब्ध हो जाती है। कवक कार्बनिक पदार्थों को विघटित करते हैं, जिससे पोषक तत्वों का पुनर्चक्रण होता है। आंत में मौजूद सूक्ष्मजीव भोजन को पचाने और विटामिन बनाने में मदद करते हैं। वे अदृश्य बहुसंख्यक हैं।

जैव प्रौद्योगिकी में सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। कृत्रिम रूप से तैयार किए गए जीवाणु इंसुलिन, एंटीबायोटिक्स और एंजाइम बनाते हैं। खमीर शर्करा को किण्वित करके इथेनॉल और ब्रेड बनाता है। कवक साइट्रिक एसिड और पेनिसिलिन का उत्पादन करते हैं। सूक्ष्म शैवाल जैव ईंधन के लिए तेल बनाते हैं। सूक्ष्मजीवों की चयापचय प्रक्रिया की विविधता उपयोगी रसायन विज्ञान का खजाना है।

सूक्ष्मजीव भी नए उपकरणों का स्रोत हैं। CRISPR जीवाणुओं से आया है। रिस्ट्रिक्शन एंजाइम जीवाणुओं से आए हैं। PCR में प्रयुक्त Taq पॉलीमरेज़ एक ऊष्मा-प्रेमी जीवाणु से आया है। सूक्ष्मजीव जगत आनुवंशिक नवाचारों का एक पुस्तकालय है, और हम अभी भी इसे पढ़ना सीख रहे हैं।