Študija medsebojne povezave med mikroorganizmi in njihovi živimi in neživimi okoljih. Mikrobne populacije so lahko prenašajo in raste pod različne okoljske razmere, vključno habitatov z skrajne okoljskimi pogoji, kot so hot springs, sol, jezerih in oddušniki globokomorskih toplotne. Nekateri mikroorganizmi, besedilu ekstremofili, rastejo, le pod pogoji, ki se ponavadi štejejo sovražno do življenja. Archaebacteria (arheje) imajo veliko ekstremofili, da raste pri visokih temperaturah in visoki salinities low pH. Razumevanje dejavnikov okolja, nadzor mikrobne rasti in preživetje ponuja vpogled v distribucijo mikroorganizmov v naravi in številnih študij v mikrobiološko ekologijo so zadevnih z preučevanju adaptivno funkcije, ki omogočajo zlasti vrsta delovanje zlasti habitatov.