Микроорганизмът или микроб (на гръцки: μικρός – малък, βίος – живот) е вид организъм, който не е възможно да се види с просто око - вижда се само с помощта на увеличителна техника. Следователно микроорганизмите са много малки живи същества, с миниатюрен физически размер. Те обикновено се делят на две основни групи: прокариоти и еукариоти. Прокариотите са сред най-простите форми на живот и включват бактерии и археи. Те нямат обособено ядро - имат единствено кръгла или овална клетъчна структура, наречена нуклеоид, където се съдържа генетичната информация. Прокариотите са широко разпространени в природата и могат да обитават различни среди, включително почви, водни басейни, а също и организма на растения, животни и хора. Някои от тях са полезни за хората (например, някои млечнокисели бактерии), докато други могат да бъдат патогенни и да причиняват заболявания. Еукариотите имат по-сложна клетъчна структура с истинско ядро, в което се намира генетичната информация. Еукариотите включват множество групи, като простите еукариоти (например, простите водорасли и простите гъби) и по-сложни еукариоти като протистите (например, простите едноклетъчни организми), гъбите, растенията и животните.
Микроорганизмите играят важна роля в екосистемите, биотехнологията, медицината и много други области на нашето ежедневие. Те могат да бъдат полезни за човека или да представляват потенциална заплаха за здравето му, в зависимост от техния вид и функция. За микроорганизми се смятат всички организми, по-малки от 100 µm: бактерии, дрожди, плесени и първаци. Те се изучават от науките бактериология, микология и протозоология. Общата наука, която изучава устройството, живота, развитието и значението на микроорганизмите за човека, растенията и цялата природа, се нарича микробиология. Обикновено микроорганизмите са едноклетъчни - състоят се само от една клетка. Много видове микроорганизми се наблюдават с помощта на оптични микроскопи, а вирусите – с помощта на електронен микроскоп.
Микроорганизмите са широко разпространени в природата – населяват почвата, водата, въздуха. Срещат се на места, където не могат да живеят други растения и животни, в горещите извори, нефта, пясъците и т.н. Те съпътстват човека и животните през целия им живот. Намират се по облеклото и телата им, в много хранителни продукти, в питейната вода, а чрез въздуха попадат в храносмилателната и дихателната система. Значението на микроорганизмите за живота на нашата планета е многостранно. Те участват в образуването на торфа, каменните въглища, нефта, почвата и имат значение за нейното плодородие. Много видове микроорганизми имат приложение при производството и съхранението на различни хранителни и нехранителни стоки, лекарства, препарати и др. Някои видове микроорганизми са причинители на болести при човека, животните и растенията и причиняват разваляне на продуктите, поради което се смятат за вредни. Благодарение на появата и развитието на микроорганизмите, човекът от най-дълбока древност ползва такива микробиологични процеси, като превръщането на гроздовия сок във вино, оцет и други хранителни продукти.