微生物的形狀和結構多種多樣，它們主要分為以下幾類：
細菌。它們可以是球菌（圓球形、扁圓球形、橢圓球形）、桿菌（桿狀、圓柱狀）、螺旋菌（螺旋狀）；也可以是弧菌，其中菌體迴轉如螺旋狀，但旋轉圈數不足一圈的稱為弧菌，旋轉圈數在6圈以上的稱為螺旋體。
真菌。如酵母菌，其形態多樣，可以是球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形、藕節形等。
藻類。其形態千變萬化。
病毒。這是非細胞型微生物，形態多樣，可以是球形、卵圓形、磚形、絲狀、桿狀等。
支原體、衣原體和立克次氏體。這些沒有細胞壁，形態不固定，可以呈現多種形態。
微生物的體積通常很小，例如一個典型的球菌的體積約為1mm³，但它們的表面積很大，這使得微生物具有代謝快、生長繁殖速度快等特性。這些特徵讓微生物在各種環境中都能生存，從溫暖的人類身體到惡劣的環境如火山口或極寒地帶。微生物的多樣性和適應性使它們成為地球上最為豐富的生命形式之一。