生物膜的形成是一個複雜的過程，主要包括以下幾個階段：
可逆接觸階段。細胞首次接觸到載體表面，通過鞭毛、纖毛等結構初步粘附於表面。
不可逆接觸階段。細菌分泌胞外多聚物，增強與載體的粘附，形成更緊密的結合。
菌落形成階段。在載體表面粘附的細胞開始分裂，形成小菌落，這一階段伴隨著胞外多聚物量的增加，形成水凝膠覆蓋細胞表面。
生物膜成熟階段。小菌落逐漸成長為具有三維結構的成熟生物膜。
生物膜脫落階段。由於老化，部分細胞和生物膜碎片從表面脫落，同時新的細胞和生物膜又逐漸形成。
此外，生物膜還具有傳質原理，其結構使得氧氣和營養物質可以通過水流到達生物膜，同時也有助於代謝產物的轉移。生物膜主要由細菌、真菌、原生動物和/或藻類組成，它們彼此之間以及與環境之間存在複雜的相互作用。這些生物膜不僅存在於自然界中，如海洋環境、土壤和水中，還常見於工業和醫療環境中。由於生物膜內的細菌對抗生素等殺菌劑和環境變化表現出極強的抵抗力，因此研究其形成機制對於控制相關疾病和環境污染至關重要。