Undersøgelse af samspillet mellem mikroorganismer og deres levende og ferment miljøer. Mikrobielle populationers er i stand til at tolerere og at vokse under varierende miljøforhold, herunder levesteder med ekstreme miljøforhold som hot springs, salt søer og dybhavsarter termisk ventilationskanaler. Nogle mikroorganismer, omtales som extremophiles, vokse kun betingelser normalt betragtes som fjendtlige til livet. Archaebacteria (Archaea) har mange extremophiles, at vokse med høje temperaturer og høje saltholdigheder lav pH. Forståelse miljøfaktorer styre mikrobiel vækst og overlevelse tilbyder indsigt i fordelingen af mikroorganismer i naturen, og mange undersøgelser in microbial ecology beskæftiger sig med behandlingen af adaptive funktioner, der tillader bestemt mikrobearter at fungere navnlig levesteder.