Mikrobioloģija ir zinātnes nozare, kas apraksta un pēta mikroorganismus. Apzīmējums veidots no grieķu valodas vārdiem: mikros – 'mazs', bios – 'dzīve' un logos – 'mācība'. Galvenie mikrobioloģijas pētījumu objekti ir: baktērijas, rauga un pelējuma sēnītes, kā arī vīrusi. Lielu daļu mikrobioloģijas sastāda ģenētika un bioķīmija.