微生物之所以能广泛分布于自然界，且在各个领域发挥重要作用，与其独特的生理特性密切相关，核心特性主要包括以下几点：
1. 个体微小，结构简单：微生物的个体直径通常在1微米至1毫米之间，多数需借助显微镜才能观察，结构上多为单细胞，即使是多细胞群体（如霉菌），细胞分化也相对简单，无需复杂的器官系统就能完成代谢、繁殖等生命活动。
2. 繁殖速度快，代谢能力强：微生物的繁殖速度远超高等生物，细菌在适宜条件下（温度、营养充足），每20-30分钟即可分裂一次，一天内可繁殖数十亿个后代；同时，微生物的代谢类型极其多样，既能利用有机物作为营养来源，也能利用无机物合成自身所需营养，还能适应有氧、无氧等不同环境，代谢效率极高。
3. 适应性极强，耐受性突出：微生物能在极端环境中存活，如嗜热菌可在100℃以上的温泉中生存，嗜冷菌可在-20℃以下的极地环境中存活，嗜盐菌能在高盐浓度（如死海）中生长，嗜酸菌可在pH值1以下的强酸环境中存活，这种强大的耐受性使其能占据地球上的各种生态位。
4. 变异能力强，易产生耐药性：微生物的遗传物质简单，繁殖速度快，易发生基因突变，从而快速适应环境变化。例如，细菌在长期接触抗生素后，可能会产生耐药性突变，导致抗生素失效，这也是临床抗生素使用中需要注意合理用药的重要原因。
5. 数量庞大，分布广泛：微生物是地球上数量最多的生物类群，每克土壤中含有数十亿个细菌，每毫升水中含有数百万个微生物；它们分布于空气、水、土壤、动植物体表及体内，甚至在极端环境（如火山口、深海热泉）中也能发现其踪迹。