Lo studio delle interrelazioni tra loro ambienti di vita e di non viventi e microrganismi. Popolazioni microbiche sono in grado di tollerare e di crescere sotto diverse condizioni ambientali, tra cui habitat con condizioni ambientali estreme come sorgenti calde, laghi e altura camini termici salata. Alcuni microorganismi, denominati estremofili, crescono solo in condizioni di solito considerate ostile alla vita. La archaebacteria (Archaea) hanno molte estremofili che crescono ad alta temperatura, salinità alto e basso pH. Comprensione i fattori ambientali controllando microbica crescita e la sopravvivenza offre spaccato la distribuzione dei microrganismi in natura, e molti studi in ecologia microbica si occupano di esaminare le caratteristiche adattive che consentano la particolare specie microbiche di funzionare in particolare habitat.