Mikroorganisme hampir bisa ditemukan di semua aspek kehidupan dan memegang peranan kritikal pada kelangsungan hidup kita di bumi. Oleh karena itu mikrobiologi banyak dikembangkan dan diterapkan di berbagai bidang.
Saat ini, mikrobiologi banyak diterapkan dalam penyediaan bahan makanan, di bidang penyuburan tanah, penanganan limbah, dan dimanfaatkan untuk kepentingan eksplorasi sumber daya mineral secara biologi yang berkesinambungan dan ramah lingkungan.
Mikrobiologi secara luas dimanfaatkan di bidang farmasi, khususnya dalam produksi bahan baku dan senyawa aktif, seperti bio converse seyawa oleh mikroorganisme dan mikroorganisme penghasil metabolit alami
Mikrobiologi akan terus dikembangkan dan inisiasi-inisiasi pengembangannya sudah dilakukan dari sekarang, sehingga tidak menutup kemungkinan di masa yang akan datang akan semakin banyak pemanfaatan mikroorganisme di berbagai bidang. seperti:
Pemanfaatan mikroorganisme dengan cara bioteknologi untuk menghasilkan produk yang efektif dan efisien seperti antibodi monoklonal, vaksin, terapi gen dan pembuatan hormon.
Pemanfaatan mikroorganisme dalam pembuatan produk farmasi seperti protein terapeutik, kosmetik, antibiotik, enzim dan vitamin.
Mikrobiologi berperan dalam pengendalian dan penanganan penyakit, seperti penyakit infeksi.
Mikrobiologi membantu dalam mengetahui penyebab infeksi sehingga mudah diketahui cara penanggulangannya. Dengan kata lain, mikrobiologi berperan secara terpadu sejak penemuan (diagnostik), pelaksanaan penanggulangan penyakit, monitoring hingga evaluasi kasus infeksi.
Pengembangan aplikasi baru mikroba di bidang industri, pertanian, dan pengendalian lingkungan (bioremediasi)
Dan tidak menutup kemungkinan mikrobiologi akan terus dikembangkan untuk kepentingan bioterorisme.