Mikroorganismi ir līdzīgi sarežģītākiem organismiem, jo to darbībai ir nepieciešami dažādi materiāli no apkārtējās vides sasniegt divus primāros mērķus - piegādāt pietiekami daudz enerģijas, lai pārvaldītu savus procesus, un iegūt celtniecības blokus, lai labotu sevi vai vairot. Papildus tam, ko viņi uzņem, mikroorganismi plaukst arī noteiktā vidē. Šīs vides atšķiras tikpat daudz kā paši organismi, un pat elementu daudzums un sadalījums jebkurā konkrētā vidē var būt ļoti svarīgs. Zinātnieki šo informāciju izmanto mikroorganismu audzēšanai laboratorijās eksperimentiem.
Uzturvielas
Visiem mikroorganismiem ir nepieciešama pārtika. Pārtikas avoti var atšķirties, taču organismi galvenokārt iegūst oglekli un slāpekli no tādām vielām kā olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti. Daži mikroorganismi meklē un absorbē šādas daļiņas. Citi var veikt ķīmiskas reakcijas ar apkārtējiem elementiem, piemēram, oglekļa dioksīdu, lai to iegūtu viņiem nepieciešams, bet citi citi var ražot savus vienkāršos cukurus, izmantojot līdzīgu fotosintēzi augi. Slāpekli, ko izmanto olbaltumvielu sintezēšanai, var ņemt no apkārtējās atmosfēras vai no citām organiskām vielām.
Temperatūra
Kopumā, jo augstāka temperatūra, jo vieglāk mikroorganismi var izaugt līdz noteiktam punktam. Ļoti augsta un ļoti zema temperatūra traucē fermentu procesiem, no kuriem atkarīgi mikroorganismi izdzīvo, bet atsevišķas mikroorganismu sugas ir izaugušas, lai dotu priekšroku dažādiem mikroorganismu līmeņiem temperatūra. Zinātnieki tos parasti iedala trīs dažādās grupās: psirofilos, mezofilos un termofilos. Psihrofīli dod priekšroku temperatūrai no 0 līdz 5 grādiem pēc Celsija; mezofiliem tas patīk vidū, 20-45 grādi pēc Celsija; un termofiliem tas patīk karsti, plaukstot temperatūrā ap 55 grādiem vai augstāk.
pH līmeņi
Mikroorganismi dod priekšroku arī noteiktam pH līmenim vielā vai vidē, kurā tie aug, tas ir, viņi dod priekšroku īpašām skābām īpašībām apkārtnē. Lielākā daļa mikroorganismu, ieskaitot lielāko daļu cilvēka patogēnu, ir neitrifi, organismi, kas dod priekšroku neitrālam pH līmenim. Dažiem patīk augsts pH līmenis, bet visbiežāk, ja apstākļi ir pārāk skābi, tad organisma fermenti sadalās.
Mitrums
Brīvā ūdens plūsma ir vitāli nepieciešama mikroorganismiem, lai šūnas apmainītos ar materiāliem un vielmaiņas procesiem. Visiem mikroorganismiem nepieciešams zināms ūdens līmenis, taču daži var izdzīvot zemas mitruma apstākļos, saglabājot visu atrasto ūdeni un uzturoties mitrumu bagātīgā vidē. Tomēr parasti, jo vairāk mitruma, jo vairāk mikroorganismu atradīsies.
Elementi klāt
Papildus ūdenim mikroorganismiem parasti ir nepieciešami noteikti elementi gaisā - gāzes, kuras tie absorbē, lai ražotu nepieciešamās barības vielas. Slāpeklis ir viens nepieciešamais elements, tāpat kā skābeklis. Ir daudz mikroorganismu, kuru izdzīvošanai nepieciešama vide, kas bagāta ar skābekli, bet citi faktiski plaukst apkārtnē ar zemu skābekļa saturu. Starp šīm divām galējībām ir daudzveidība, kas var dot priekšroku vairāk vai mazāk skābekļa un kas varēs uzplaukt vienādi neatkarīgi no tā, cik daudz skābekļa ir klāt.