Studiul interdependenta dintre microorganisme și mediile lor de viaţă şi nonliving. Microbiene populațiile sunt capabil de a tolera şi să crească în diferite condiții de mediu, inclusiv habitatelor condiții de mediu extreme, cum ar fi hot springs, sare lacuri și orificii termică adâncime. Unele microorganisme, denumite extremophiles, creşte numai în condiții de obicei considerate ostile la viaţă. Archaebacteria (Archaea) au extremophiles multe care cresc la temperaturi ridicate, salinities mare, și pH-ul scăzut. Înţelegerea factorilor de mediu care controlează microbiene de creştere şi de supravieţuire oferă introspecţie în distribuţia de microorganisme în natură, şi mai multe studii în Ecologie microbiană sunt în cauză cu examinarea caracteristicile adaptativ care permite anumite specii microbiene să funcţioneze în special habitatelor.