Мікроорганізми подібні до більш складних організмів тим, що їм потрібні різноманітні матеріали з навколишнього середовища, щоб функціонувати і досягти двох основних цілей - забезпечити достатньо енергії для управління своїми процесами та витягти будівельні блоки для ремонту або продовжувати рід. На додаток до того, що вони приймають, мікроорганізми процвітають і в певних середовищах. Ці середовища різняться настільки, наскільки самі організми змінюють себе, і навіть кількість та розподіл елементів у будь-якому конкретному середовищі може бути дуже важливим. Вчені використовують цю інформацію для вирощування мікроорганізмів у лабораторіях для експериментів.
Поживні речовини
Всім мікроорганізмам потрібна їжа. Джерела їжі можуть відрізнятися, але організми переважно видобувають вуглець та азот із таких речовин, як білки, жири та вуглеводи. Деякі мікроорганізми вишукують і поглинають такі частинки. Інші можуть виконувати хімічні реакції з оточуючими елементами, такими як вуглекислий газ, щоб отримати що вони потребують, тоді як інші можуть виробляти власні прості цукри за допомогою фотосинтезу, подібного до рослини. Азот, який використовується для синтезу білків, можна брати з навколишньої атмосфери або з інших органічних речовин.
Температура
Загалом, чим вища температура, тим легше мікроорганізми можуть виростати до певної точки. Дуже висока і дуже низька температури як перешкоджають ферментним процесам, так і в залежності від мікроорганізмів виживають, але окремі види мікроорганізмів зросли, віддаючи перевагу різному рівню температури. Зазвичай вчені ділять їх на три різні групи: психрофіли, мезофіли та термофіли. Психрофіли надають перевагу температурі від 0 до 5 градусів Цельсія; мезофілам подобається в середині, 20-45 градусів Цельсія; а термофілам подобається гаряче, процвітає при температурі близько 55 градусів.
Рівні рН
Мікроорганізми також віддають перевагу певному рівню рН у речовині чи середовищі, в якому вони ростуть - тобто вони воліють мати певні кислотні якості в своєму оточенні. Більшість мікроорганізмів, включаючи більшість патогенів людини, - це нейтрифіли, організми, які віддають перевагу нейтральному рівню рН. Деякі люблять високий рівень рН, але найчастіше, якщо умови занадто кислі, тоді ферменти організму руйнуються.
Волога
Вільний потік води життєво важливий для мікроорганізмів для їх клітин для обміну матеріалами та для їх обмінних процесів. Усі мікроорганізми потребують певного рівня води, але деякі з них можуть вижити в умовах низької вологості, зберігаючи всю воду, яку вони знаходять, і залишаючись у багатому вологою середовищі. Як правило, однак, чим більше вологи, тим більше там буде мікроорганізмів.
Присутні елементи
Окрім води, мікроорганізмам, як правило, потрібна наявність у повітрі певних елементів - газів, які вони поглинають, щоб утворити необхідні поживні речовини. Азот є одним з необхідних елементів, як і кисень. Існує багато мікроорганізмів, яким для виживання потрібне середовище, багате киснем, але інші насправді процвітають у середовищі з низьким вмістом кисню. Між цими двома крайнощами існує велика різноманітність, яка може віддавати перевагу більшій чи меншій кількості кисню, і яка зможе процвітати однаково незалежно від кількості кисню.