Ein Mikroorganismus oder eine Mikrobe ist ein Organismus, der mikroskopisch klein ist, d.h. so klein, dass Menschen ihn mit bloßem Auge nicht sehen können. Die Untersuchung von Mikroorganismen wird Mikrobiologie genannt.

Zu den Mikroorganismen gehören Bakterien, Pilze, Archaeen, Protisten und Viren und gehören zu den frühesten bekannten Lebensformen. Die erste dieser vier Arten von Mikroorganismen kann entweder freilebend oder parasitär sein. Viren können nur parasitär sein, da sie sich immer in anderen Lebewesen vermehren.

Die meisten Mikroorganismen sind einzellige Organismen mit nur einer Zelle, aber es gibt einzellige Protisten, die für das menschliche Auge sichtbar sind, und einige mehrzellige Arten sind mikroskopisch klein.

Mikroorganismen leben fast überall auf der Erde, wo es flüssiges Wasser gibt, einschließlich heißer Quellen auf dem Meeresboden und tief im Gestein innerhalb der Erdkruste. Solche Lebensräume werden von Extremophilen bewohnt.

Mikroorganismen sind für das Nährstoffrecycling in Ökosystemen entscheidend, da sie als Zersetzer fungieren. Da einige Mikroorganismen auch Stickstoff aus der Luft aufnehmen können, sind sie ein wichtiger Teil des Stickstoffkreislaufs. Pathogene oder schädliche Mikroben können in andere Organismen eindringen und Krankheiten verursachen.