Le monde microbien est constitué de divers types de micro-organismes qui jouent des rôles essentiels dans les écosystèmes. Les bactéries sont souvent les microorganismes les plus étudiés, connues pour leurs rôles dans la décomposition, la fixation de l'azote, et même la fermentation. Les virus, bien qu'ils ne soient pas considérés comme des organismes vivants indépendants, sont des entités infectieuses qui nécessitent un hôte pour se reproduire. Les champignons microscopiques, tels que les levures et les moisissures, sont cruciaux dans les processus de décomposition et de fermentation.

Les micro-organismes sont essentiels au maintien de la vie sur Terre. Ils sont impliqués dans le cycle des nutriments, décomposant la matière organique en substances inorganiques qui peuvent être réutilisées par les plantes. Les cyanobactéries et certaines algues accomplissent la photosynthèse, contribuant à la production d'oxygène. D'autres micro-organismes, comme certaines bactéries fixatrices d'azote, transforment l'azote atmosphérique en formes utilisables par les plantes.

Les micro-organismes entretiennent des relations symbiotiques variées avec des organismes hôtes, comme dans le cas du microbiote intestinal chez l'homme, un ensemble de bactéries vivant en harmonie dans notre intestin et jouant un rôle crucial dans la digestion et la protection contre les pathogènes. Les lichens, qui sont une symbiose entre une algue ou une cyanobactérie et un champignon, montrent comment des microorganismes peuvent coopérer pour coloniser des environnements hostiles.

Tous les microbes ne sont pas nuisibles à la santé humaine. Beaucoup d'entre eux jouent un rôle bénéfique, notamment en contribuant à la digestion, à la synthèse de vitamines et à la protection contre les infections par des agents pathogènes. Le microbiote intestinal est un exemple de symbiose bénéfique pour la santé humaine, en influençant non seulement la digestion mais aussi le système immunitaire.

Cependant, certains microbes sont pathogènes et peuvent provoquer des maladies. Les infections bactériennes comme la tuberculose, les infections virales comme la grippe, ou encore les maladies causées par des champignons, illustrent le rôle négatif que peuvent jouer certains micro-organismes. La médecine moderne a mis au point des traitements comme les antibiotiques pour combattre les infections bactériennes, mais l'émergence de résistances aux antibiotiques pose un défi majeur à la santé mondiale.

La prévention des maladies infectieuses repose sur des méthodes de contrôle des infections et de l'immunisation. Les vaccins constituent un outil essentiel pour prévenir les maladies infectieuses en introduisant une version affaiblie ou inactivée de l'agent pathogène pour stimuler le système immunitaire et lui apprendre à reconnaître et à combattre le pathogène en cas d'exposition future.