Undersökning av förhållandena mellan mikroorganismer och deras levande och nonliving miljöer. Mikrobiella populationer kan tolerera och att växa under varierande förhållanden, inbegripet livsmiljöer med extrema miljöförhållanden som hot springs, salt sjöar och djuphavsfiske termisk ventilationskanaler. Vissa mikroorganismer, kallad extremophiles, växa endast under förhållanden som normalt anses vara fientligt inställd till liv. Archaebacteria (arkéer) har många extremophiles som växer vid höga temperaturer, hög salinities och låg pH. Förståelse miljöfaktorer styra mikrobiell tillväxt och överlevnad ger inblick i fördelningen av mikroorganismer i naturen, och många studier i mikrobiell ekologi gäller prövningen av de anpassningsbara funktioner som tillåter viss mikrobiell art att fungera särskilt livsmiljöer.