Vi khuẩn đo bằng micromet (um, 10′3 mm). Các cầu khuẩn có đường kính trung bình là 1 fim và trực khuẩn là 1 μm X 5 |xm. Các virus bé hơn nhiều và đo bằng nanomet (nm, 10′6 mm). Do kích thước nhỏ bé nên diện tích bề mặt vi sinh vật rất lớn, ví dụ nếu một lượng cầu khuẩn có thể tích bằng 1 cm3 thì có diện tích bề mặt của chúng bằng 6 m2.
Chuyển hóa nhanh và hấp thu nhiều:
Ví dụ, vi khuẩn Lactobacilli trong một giờ có thể chuyển hóa một lượng đường lactose bằng 1000 lần khối lượng của chính nó. Tính chất này được ứng dụng trong vi sinh vật công nghiệp và xử lý chất thải.
Sinh trưởng nhanh và phát triển mạnh:
Các vi khuẩn thường 20-30 phút phân chia một lần. Từ một vi khuẩn ban đầu, nuôi cấy ở nhiệt độ và môi trường thích hợp, sau 24 giờ có thể thu được từ 108 đến 109 vi khuẩn. Đặc điểm này được ứng dụng để sản xuất các sinh khối và các chất do vi khuẩn tạo-ra, như vacxin, kháng sinh.
Thích ứng mạnh:
Các vi sinh vật có khả năng thích ứng rất nhanh với môi trường. Enzym thích ứng của vi khuẩn chiếm 10% lượng protein của tế bào vi khuẩn. Do vậy khả năng thích ứng của chúng thường rất lớn. Chúng có thể tồn tại và phát triển được trong những khoảng cách nhiệt độ, áp lực và môi trường rất lớn.
Dễ dàng biến dị:
Do bộ gen của vi sinh vật rất ít và nên chúng dễ dàng biến dị. Đây là một đặc điểm nguy hiểm, vì nhiều vi sinh vật (đặc biệt là virus) biến dị trỏ thành tác nhân gây bệnh nguy hiểm. Các bệnh nguy hiểm như AIDS, SARS, Ebola, cúm gia cầm xuất hiện gần đây có thể do các virus động vật biến dị trở thành gây bệnh cho người. Tính chất này cũng được ứng dụng trong công nghệ sinh học để tạo ra các biến chủng cần thiết.
Nhiều chủng loại và phân bố rộng:
Thế giới động vật bao gồm 1,5 triệu loài, thực vật có 0,5 triệu loài, các vi sinh vật có khoảng 0,1 triệu loài. Sự phân bổ của chúng khắp mọi nơi trên trái đất, dưới biển sâu hàng 1000 m và trên cao 85 km cũng có các vi sinh vật.
