微生物分类是对微生物进行系统整理和归类的重要工作，根据不同的标准和方法，微生物主要有以下几种分类方式。

从细胞结构的角度，微生物可分为非细胞型微生物、原核细胞型微生物和真核细胞型微生物三大类。非细胞型微生物是最小的一类微生物，没有典型的细胞结构，缺乏产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长增殖，如病毒，其核酸类型为DNA或RNA，且仅含一种类型。原核细胞型微生物具备原始的细胞核，无核膜和核仁，细胞器不完善，包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌等。细菌是其中最常见的，具有细胞壁，以二分裂方式繁殖。支原体是没有细胞壁的原核细胞型微生物，呈高度多形性。衣原体有独特的发育周期，可引起多种疾病。立克次体大多为人畜共患病原体。螺旋体具有螺旋状的外形。放线菌可产生抗生素等多种生物活性物质。真核细胞型微生物有核膜、核仁和染色体，细胞器完整，如真菌，包括酵母菌、霉菌等，真菌在自然界分布广泛，有些可引起人类疾病，有些则在食品、医药等领域有重要应用。

按照微生物的生存环境和营养方式，可分为光能自养型微生物，它们能利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，如蓝细菌；光能异养型微生物，这类微生物以光能为能源，但需要以有机物作为碳源；化能自养型微生物，通过氧化无机物获得能量，以二氧化碳为碳源，如硝化细菌；化能异养型微生物则利用有机物作为碳源和能源，大多数细菌和真菌都属于此类。

此外，还可以根据微生物对氧气的需求情况，分为专性需氧菌，必须在有氧环境中才能生长；微需氧菌，在低氧分压下生长良好；兼性厌氧菌，在有氧和无氧环境中都能生长；专性厌氧菌，只能在无氧环境中生长，因为有氧环境会产生对其有毒害作用的物质。