Sisu
Mikroorganismid on sarnased keerukamatele organismidele selle poolest, et nad vajavad toimimiseks ja kahe peamise eesmärgi saavutamiseks oma keskkonnast mitmesuguseid materjale - varustavad protsesside juhtimiseks piisavalt energiat ja eraldavad ehitusplokke enda parandamiseks või paljunemiseks. Lisaks sellele, mida nad sisse võtavad, arenevad mikroorganismid ka teatud keskkondades. Need keskkonnad varieeruvad sama palju kui organismid ise ning isegi elementide hulk ja jaotus igas keskkonnas võib olla väga oluline. Teadlased kasutavad seda teavet mikroorganismide kasvatamiseks laborites katsetamiseks.
Toitained
Kõik mikroorganismid vajavad toitu. Toiduallikad võivad olla erinevad, kuid organismid eraldavad süsinikku ja lämmastikku peamiselt sellistest ainetest nagu valgud, rasvad ja süsivesikud. Mõned mikroorganismid otsivad ja absorbeerivad selliseid osakesi. Teised võivad vajaliku saamiseks saada keemilisi reaktsioone ümbritsevate elementidega, näiteks süsinikdioksiidiga, teised aga suudavad taimedele sarnase fotosünteesi teel toota omaenda lihtsaid suhkruid. Lämmastikku, mida kasutatakse valkude sünteesimiseks, saab ümbritsevast atmosfäärist või muudest orgaanilistest ainetest.
Temperatuur
Üldiselt, mida kõrgem on temperatuur, seda hõlpsamini võivad mikroorganismid kasvada teatud punktini. Nii kõrge kui ka väga madal temperatuur takistavad ensüümiprotsesse, millest mikroorganismid ellujäämiseks sõltuvad, kuid üksikud mikroorganismide liigid on kasvanud eelistama erinevat temperatuuri. Teadlased jagavad nad tavaliselt kolme erinevasse rühma: psührofiilid, mesofiilid ja termofiilid. Psührofiilid eelistavad temperatuure 0–5 kraadi; mesofiilidele meeldib see keskel, 20–45 kraadi Celsiuse järgi; ja termofiilidele meeldib see kuumalt, õitsengu temperatuuril umbes 55 kraadi või üle selle.
pH tase
Mikroorganismid eelistavad ka teatud pH taset aines või keskkonnas, milles nad kasvavad - see tähendab, et nad eelistavad oma ümbruses olla eriti happelisi omadusi. Enamik mikroorganisme, sealhulgas enamik inimese patogeene, on neutripiilid, organismid, kes eelistavad neutraalset pH taset. Mõnele meeldib kõrge pH tase, kuid enamasti lagunevad organismide ensüümid juhul, kui tingimused on liiga happelised.
Niiskus
Vee vaba voog on mikroorganismide jaoks oluline rakkude vahetamiseks ja nende ainevahetusprotsesside jaoks. Kõik mikroorganismid vajavad teatud taset vett, kuid vähesed suudavad ellu jääda vähese niiskusega tingimustes, säilitades kogu leiduva vee ja viibides niiskuserikkas keskkonnas. Üldreeglina: mida rohkem niiskust, seda rohkem mikroorganisme seal leidub.
Elemendid kohal
Lisaks veele vajavad mikroorganismid õhus tavaliselt teatud elemente - gaase, mida nad absorbeerivad vajalike toitainete tootmiseks. Lämmastik on üks vajalik element, nagu ka hapnik. On palju mikroorganisme, mille ellujäämiseks on vaja hapnikurikka keskkonda, kuid teised õitsevad tegelikult madala hapnikusisaldusega keskkonnas. Nende kahe äärmuse vahel on lai valik, mis võib eelistada enam-vähem hapnikku ja mis suudab võrdselt õitseda ka siis, kui palju hapnikku on.