Экология (от греч. oikos - дом, местообитание) микроорганизмов изучает развитие и функционирование отдельных видов микроорганизмов и их естественных сообществ (микробоценозов) в природной среде. Микроорганизмы обитают во всех природных средах и являются обязательным компонентом любой экологической системы и биосферы в целом. Это обусловлено их широкими метаболическими способностями, благодаря которым они могут использовать для энергетических и конструктивных целей практически все природные и синтетические соединения.
На пороге XXI в. как никогда, возрос интерес к экологии микроорганизмов в связи с расширением производственно-бытовой деятельности человека и его активным воздействием на биосферу. Механизация, мелиорация, химизация и радиация привели к глобальным преобразованиям внешней среды, выразившимся в нарушении складывающихся миллионы лет природных биоценозов, в том числе и микробных. Количественные и качественные изменения микробных ассоциаций во многом отразились на экологии планеты в целом.
Изучение распространения микроорганизмов в природной среде теснейшим образом связано с проблемами экологии, охраны окружающей среды, с выявлением источников и путей распространения возбудителей инфекционных заболеваний человека, животных и растений, а также с использованием микроорганизмов в качестве индикаторов состояния природной среды и в других практических целях.