Mikroorganismy jsou podobné složitějším organismům v tom, že ke svému fungování potřebují různé materiály ze svého prostředí dosáhnout dvou hlavních cílů - dodávat dostatek energie ke správě jejich procesů a extrahovat stavební kameny, aby se opravily nebo plodit. Kromě toho, co přijímají, se mikroorganismům daří také v konkrétních prostředích. Tato prostředí se liší stejně jako samotné organismy, a dokonce i množství a distribuce prvků v konkrétním prostředí může být velmi důležitá. Vědci používají tyto informace k pěstování mikroorganismů v laboratořích za účelem experimentování.
Živiny
Všechny mikroorganismy potřebují jídlo. Zdroje potravy se mohou lišit, ale organismy primárně extrahují uhlík a dusík z látek, jako jsou bílkoviny, tuky a sacharidy. Některé mikroorganismy tyto částice vyhledávají a absorbují. Jiní mohou provádět chemické reakce s okolními prvky, jako je oxid uhličitý, aby získali co potřebují, zatímco ostatní mohou vyrábět své vlastní jednoduché cukry podobnou fotosyntézou rostliny. Dusík, který se používá k syntéze bílkovin, lze odebírat z okolní atmosféry nebo z jiné organické hmoty.
Teplota
Obecně platí, že čím vyšší je teplota, tím snadněji mikroorganismy mohou růst do určitého bodu. Velmi vysoké a velmi nízké teploty brání enzymatickým procesům, na kterých jsou mikroorganismy závislé přežít, ale jednotlivé druhy mikroorganismů rostly, aby upřednostňovaly různé úrovně teplota. Vědci je obvykle rozdělují do tří různých skupin: psychrofily, mezofily a termofily. Psychrofily preferují teploty od 0 do 5 stupňů Celsia; mezofilům se to líbí uprostřed, 20–45 stupňů Celsia; a teplomilům se to líbí a daří se jim v teplotách kolem nebo nad 55 stupňů.
Úrovně pH
Mikroorganismy také preferují určitou hladinu pH v látce nebo prostředí, ve kterém rostou - to znamená, že dávají přednost tomu, aby ve svém okolí měli určité kyselé vlastnosti. Většina mikroorganismů, včetně většiny lidských patogenů, jsou neutrifily, organismy, které preferují neutrální hladinu pH. Někteří mají rádi vysoké hodnoty pH, ale nejčastěji, pokud jsou podmínky příliš kyselé, pak se enzymy organismu rozkládají.
Vlhkost
Volný tok vody je pro mikroorganismy životně důležitý, aby si jejich buňky vyměňovaly materiály a metabolické procesy. Všechny mikroorganismy vyžadují určitou hladinu vody, ale několik z nich může přežít v podmínkách s nízkou vlhkostí tím, že uchová veškerou nalezenou vodu a zůstane v prostředí bohatém na vlhkost. Obecně však platí, že čím více vlhkosti, tím více mikroorganismů bude nalezeno.
Prvky přítomné
Kromě vody mikroorganismy obvykle vyžadují přítomnost určitých prvků ve vzduchu - plyny, které absorbují, aby vytvořily potřebné živiny. Dusík je jedním z nezbytných prvků, stejně jako kyslík. Existuje mnoho mikroorganismů, které k přežití vyžadují prostředí bohaté na kyslík, ale jiné skutečně vzkvétají v prostředí s nízkým obsahem kyslíku. Mezi těmito dvěma extrémy je široká škála, která může preferovat více či méně kyslíku a která bude schopna vzkvétat stejně bez ohledu na to, kolik kyslíku je přítomno.