Chez les micro-organismes, la séparation entre monde végétal et animal n'est pas toujours facile à établir ; certains comme les virus ne possèdent pas toujours toutes les caractéristiques permettant de les rattacher au monde vivant (absence de système de reproduction autonome). Un grand nombre de micro-organismes possède un système de reproduction asexuée, ils se disséminent par multiplication végétative. Des informations plus récentes indiquent des disséminations horizontales d'informations génétiques entre espèces de micro-organismes éloignées, et même des transferts génétiques des bactéries vers les plantes. Par ailleurs les micro-organismes ayant un génome simple et un cycle de vie court, l'évolution des populations par mutation contribue à la diversification.

L'identification et la description des micro-organismes suivent le développement des techniques d'observation, d'analyse et de culture in vitro. Il a été décrit environ 100.000 espèces en culture, mais le nombre existant dans la nature serait estimé à 10 fois, voir 100 fois plus. Des programmes spécifiques de recherche ont été proposés pour améliorer les connaissances sur la diversité microbiologique qui restent encore très insuffisantes.

Ce petit monde caché est source de mystère et d'inquiétude, car il abrite aussi un grand nombre de pathogènes à l'origine de la plupart des maladies. Sous l'impulsion des industriels principalement du secteur biomédical et agro-alimentaire, l'essor des technologies a permis de faire des progrès considérables dans l'identification, le fonctionnement, et la conservation ex situ des micro-organismes dans des collections de référence. L'intérêt économique de l'utilisation des micro-organismes a considérablement amélioré la mise en réseau des collections de souches microbiennes (WFCC, WDC, ICECC, MIRCEN, MINE..) devenues stocks de ressources génétiques pour l'industrie biotechnologique.