Os microrganismos são semelhantes aos organismos mais complexos no sentido de que precisam de uma variedade de materiais de seu ambiente para funcionar e atingir dois objetivos principais - fornecer energia suficiente para gerenciar seus processos e extrair blocos de construção para se reparar ou procriar. Além do que absorvem, os microrganismos também prosperam em ambientes específicos. Esses ambientes variam tanto quanto os próprios organismos, e até mesmo a quantidade e a distribuição dos elementos em qualquer ambiente particular podem ser muito importantes. Os cientistas usam essas informações para cultivar microorganismos em laboratórios para experimentação.
Nutrientes
Todos os microrganismos precisam de comida. As fontes de alimentos podem variar, mas os organismos extraem principalmente carbono e nitrogênio de substâncias como proteínas, gorduras e carboidratos. Alguns microrganismos procuram e absorvem essas partículas. Outros podem realizar reações químicas com elementos circundantes, como dióxido de carbono para ganhar o que eles precisam, enquanto outros ainda podem produzir seus próprios açúcares simples por meio de fotossíntese semelhante a plantas. O nitrogênio, que é usado para sintetizar proteínas, pode ser retirado da atmosfera circundante ou de outra matéria orgânica.
Temperatura
Em geral, quanto mais alta a temperatura, mais facilmente os microrganismos podem crescer até certo ponto. Temperaturas muito altas e muito baixas obstruem os processos enzimáticos dos quais os microrganismos dependem para sobreviver, mas espécies individuais de microrganismos cresceram para preferir diferentes níveis de temperatura. Os cientistas geralmente os dividem em três grupos diferentes: psicrófilos, mesófilos e termófilos. Os psicrófilos preferem temperaturas de 0 a 5 graus Celsius; mesófilos gostam no meio, 20-45 graus Celsius; e os termófilos gostam do calor, prosperando em temperaturas próximas ou acima de 55 graus.
Níveis de pH
Os microrganismos também preferem um determinado nível de pH na substância ou ambiente em que crescem - ou seja, preferem ter qualidades ácidas específicas em seu ambiente. A maioria dos microrganismos, incluindo a maioria dos patógenos humanos, são neutrifilos, organismos que preferem um nível de pH neutro. Alguns gostam de níveis elevados de pH, mas na maioria das vezes, se as condições forem muito ácidas, as enzimas do organismo se quebram.
Humidade
O livre fluxo de água é vital para os microrganismos para que suas células troquem materiais e para seus processos metabólicos. Todos os microrganismos requerem algum nível de água, mas alguns podem sobreviver em condições de baixa umidade conservando toda a água que encontram e permanecendo em um ambiente rico em umidade. Como regra geral, porém, quanto mais umidade, mais microorganismos serão encontrados.
Elementos presentes
Além da água, os microrganismos geralmente requerem a presença de certos elementos no ar - gases que eles absorvem para produzir os nutrientes necessários. O nitrogênio é um elemento necessário, assim como o oxigênio. Existem muitos microrganismos que requerem um ambiente rico em oxigênio para sobreviver, mas outros realmente florescem em ambientes com baixo teor de oxigênio. Entre esses dois extremos está uma grande variedade que pode preferir mais ou menos oxigênio e que será capaz de florescer igualmente, não importa quanto oxigênio esteja presente.