Los microorganismos (o ‘microbios’, como se suelen denominar en el ámbito clínico) son unicelulares y tienen tamaños típicos de entre 1 y 10 micrómetros o micras (µm, unidad de longitud equivalente a la millonésima del metro). Por tanto, es necesario un microscopio para observarlos. Los primeros microscopios de óptica compuesta (con dos lentes combinadas, objetivo y ocular) fueron ideados y construidos en Holanda por los inventores Hans y Zacarias Janssen, en torno a 1590. Pero hasta medio siglo después no empezaron a utilizarse para realizar observaciones anatómicas o de partes de animales, como los ojos de las moscas. 

En la actualidad, bajo en concepto de ‘microorganismo’ agrupamos una enorme variedad de seres vivos: las bacterias, las arqueas y los eucariotas unicelulares (entre ellos los protozoos, parte de las algas y de los hongos). A veces también se incluyen los virus, a pesar de no ser considerados entidades vivas (ya que carecen de metabolismo propio y han de robárselo a la especie celular a la que parasitan) y de que su tamaño es mucho menor (típicamente, entre 3 y 50 veces menos que 1 µm). De hecho, para observar los virus se precisa un microscopio electrónico, y los primeros no estuvieron disponibles hasta la década de 1930.