生物膜中的细胞可能具有不同于游离状态的性质，某些质粒携带耐药或特殊代谢相关基因，革兰氏阳性菌与阴性菌具有不同壁层特点

质粒是能够相对独立复制的遗传结构。某些质粒携带耐药或特殊代谢相关基因。接合可以在细胞接触时转移遗传物质。转化是细菌摄取环境中游离遗传物质的过程。转导依靠噬菌体介导遗传物质转移。水平基因转移增加微生物演化的复杂性。抗生素对不同细菌结构和过程具有不同靶点。抗生素不能按同样机制直接治疗病毒感染。

耐药性可以通过突变或基因获得而形成。耐药细菌的扩增受到选择压力影响。微生物培养基为生长提供适宜营养环境。选择培养基帮助某些微生物相对富集。许多自然微生物难以用常规培养条件获得。古菌与细菌在膜结构和分子机制上有差异。产甲烷古菌可以在缺氧环境中生成甲烷。极端环境微生物具有多样的适应机制。

并非所有古菌都只生活在极端环境中。嗜热微生物的蛋白质结构有助于高温稳定。嗜盐微生物通过渗透调节适应高盐条件。蓝细菌属于细菌而不是真核藻类。某些蓝细菌能够通过固氮补充可利用氮。微生物群落参与土壤与水体的物质循环。肠道微生物与宿主饮食和生理状态相互影响。微生物群落变化不一定直接证明因果关系。