形態學時期
微生物的形態觀察是從安東尼?列文虎克發明顯微鏡開始的，他利用能放大50～300倍的顯微鏡，清楚地看見了細菌和原生動物，他的發現和描述首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物世界。在微生物學的發展史上具有劃時代的意義。

生理學時期
繼列文虎克發現微生物世界以后的200年間，微生物學的研究基本上停留在形態描述和分門別類階段。直到19世紀中期，以法國的巴斯德和德國的柯赫為代表的科學家才將微生物的研究從形態描述推進到生理學研究階段，揭露了微生物是造成腐敗發酵和人畜疾病的原因，并建立了分離、培養、接種和滅菌等一系列獨特的微生物技術。從而奠定了微生物學的基礎，同時開辟了醫學和工業微生物等分支學科。巴斯德和柯赫是微生物學的奠基人。 [2] 
巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物學作為一門獨立的學科開始形成，并出現以他們為代表而建立的各分支學科，例如細菌學（巴斯德、柯赫等）、消毒外科技術（J. Lister），免疫學（巴斯德、Metchnikoff、Behring、Ehrlich等）、土壤微生物學（BeijernckWinogradsky等）、病毒學（Ivanowsky、Beijerinck等）、植物病理學和真菌學（Bary、Berkeley等）、釀造學（Hensen、Jorgensen 等）以及化學治療法（Ehrlish等）。微生物學的研究內容日趨豐富，使微生物學發展更加迅速。 [2] 

現代微生物學
19世紀末和20世紀初，微生物學被牢固地建立起來。它的主要發展有兩個方面：一是研究傳染病和免疫學，研究疾病的防治和化學治療劑的功效；另一方面是和遺傳學的結合。 [2] 
歷史上,微生物學的發展曾經歷了兩個輝煌的黃金時代,也經歷了其發展的低谷時期。近20年來,隨著基因組學、結構生物學、生物信息學、PCR技術、高分率熒光顯微鏡及其它物理化學理論和技術等的應用,使微生物學的研究取得了一系列突破性進展,微生物學己走出其低谷,開始進入它的第三個黃金時代。本文就下列幾個方面談談自已對當今微生學發展的機遇、挑戰和趨勢的一些認識。