สาขาจุลชีววิทยาสามารถจำแนกได้เป็นวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์^{[ 1 ]}จุลชีววิทยายังสามารถจำแนกตามอนุกรมวิธาน ได้ เช่นแบคที ริโอวิทยา ไมโควิทยาโปรโตซัววิทยาและไฟโควิทยามีความทับซ้อนกันอย่างมากระหว่างสาขาเฉพาะของจุลชีววิทยาด้วยกันเองและกับสาขาวิชาอื่นๆ และบางแง่มุมของสาขาเหล่านี้สามารถขยายออกไปนอกขอบเขตดั้งเดิมของจุลชีววิทยาได้^{[ 2 ] [ 3 ]} โดยทั่วไปแล้ว สาขาจุลชีววิทยาสามารถแบ่งออกเป็นสาขาพื้นฐาน (จุลชีววิทยาบริสุทธิ์) และจุลชีววิทยาประยุกต์ ( เทคโนโลยีชีวภาพ ) ในสาขาพื้นฐานนั้น สิ่งมีชีวิตจะถูกศึกษาในฐานะหัวข้อหลักในระดับที่ลึกกว่า (เชิงทฤษฎี) จุลชีววิทยาประยุกต์หมายถึงสาขาที่จุลินทรีย์ถูกนำไปใช้ในกระบวนการบางอย่าง เช่น การผลิตเบียร์หรือการหมัก สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นมักจะไม่ได้รับการศึกษาโดยตรง แต่ถูกนำไปใช้เพื่อสนับสนุนกระบวนการบางอย่าง

• แบคทีริโอวิทยา : การศึกษาเกี่ยวกับแบคทีเรีย
• วิทยาเห็ดรา : การศึกษาเกี่ยวกับเชื้อรา
• โปรโตซูโอโลยี : การศึกษาเกี่ยวกับโปรโตซัว
• สาหร่ายวิทยา /วิทยาสาหร่าย: การศึกษาเกี่ยวกับสาหร่าย
• ปรสิตวิทยา : การศึกษาเกี่ยวกับปรสิต
• ภูมิคุ้มกันวิทยา : การศึกษาเกี่ยวกับระบบภูมิคุ้มกัน
• ไวรัสวิทยา : การศึกษาเกี่ยวกับไวรัส
• วิทยาไส้เดือนฝอย : การศึกษาเกี่ยวกับไส้เดือนฝอย
• เซลล์วิทยาของจุลินทรีย์ : การศึกษาเกี่ยวกับรายละเอียดระดับจุลภาคและระดับต่ำกว่าจุลภาคของจุลินทรีย์
• สรีรวิทยาของจุลินทรีย์ : การศึกษาเกี่ยวกับการทำงานทางชีวเคมีของเซลล์จุลินทรีย์ ซึ่งรวมถึงการศึกษาการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์เมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์และโครงสร้างของเซลล์จุลินทรีย์
• พยาธิกำเนิดของจุลินทรีย์ : การศึกษาเกี่ยวกับเชื้อก่อโรคซึ่งเป็นจุลินทรีย์
• นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ : ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม
• พันธุศาสตร์จุลินทรีย์ : การศึกษาเกี่ยวกับ การจัดระเบียบและการควบคุม ยีนในจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ของเซลล์ มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสาขาชีววิทยาระดับโมเลกุล
• จุลชีววิทยาของเซลล์ : สาขาวิชาที่เชื่อมโยงระหว่างจุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์
• จุลชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ : การศึกษาเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของจุลินทรีย์ สาขานี้สามารถแบ่งย่อยได้ดังนี้:
  • อนุกรมวิธานจุลินทรีย์ : การตั้งชื่อและการจำแนกประเภทของจุลินทรีย์
    • อนุกรมวิธานของแบคทีเรีย : การตั้งชื่อและการจำแนกประเภทของแบคทีเรีย
  • อนุกรมวิธานจุลินทรีย์ : การศึกษาความหลากหลายและความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์
  • พันธุศาสตร์ของจุลินทรีย์ : การศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ระหว่างกลุ่ม จุลินทรีย์ ต่างๆ ^{[ 4 ]}
  • พลวัตเชิงวิวัฒนาการของแบคทีเรีย : การศึกษาด้านภูมิคุ้มกันวิทยาระบาดวิทยาและพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการของเชื้อแบคทีเรียก่อโรคเพื่อให้เข้าใจบทบาทเชิงวิวัฒนาการ ของพวกมันได้ดียิ่งขึ้น
  • พลวัตเชิงวิวัฒนาการของไวรัส : การศึกษาว่ากระบวนการทางระบาดวิทยาภูมิคุ้มกันวิทยาและวิวัฒนาการ ทำงานร่วมกันและอาจมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในการกำหนดรูป แบบวิวัฒนาการของไวรัส
• จุลชีววิทยารุ่นต่อรุ่น : การศึกษาจุลินทรีย์ที่มีลักษณะเหมือนกับพ่อแม่ของมัน
• จุลชีววิทยาระบบ : สาขาวิชาที่เชื่อมโยงระหว่างชีววิทยาระบบและจุลชีววิทยา
• จุลชีววิทยาระดับโมเลกุล : การศึกษาหลักการระดับโมเลกุลของกระบวนการทางสรีรวิทยาในจุลินทรีย์

• จุลชีววิทยาทางการแพทย์ : การศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ก่อโรคและบทบาทของจุลินทรีย์ในความเจ็บป่วยของมนุษย์ รวมถึงการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการเกิด โรค และระบาดวิทยา ของจุลินทรีย์ และมีความเกี่ยวข้องกับการศึกษาพยาธิวิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยา ของโรค สาขาจุลชีววิทยานี้ยังครอบคลุมถึงการศึกษา จุลินทรีย์ใน ร่างกายมนุษย์มะเร็งและสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกด้วย
• จุลชีววิทยาทางเภสัชกรรม : การศึกษาจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตยาปฏิชีวนะ เอนไซม์ วิตามิน วัคซีน และผลิตภัณฑ์ยาอื่นๆ รวมถึงจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการปนเปื้อนและการเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์ยา
• จุลชีววิทยาอุตสาหกรรม : การนำจุลินทรีย์มาใช้ประโยชน์ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นการหมักในระดับอุตสาหกรรมและการบำบัดน้ำเสียมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับ อุตสาหกรรม เทคโนโลยีชีวภาพสาขานี้ยังรวมถึงการผลิตเบียร์ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้จุลชีววิทยาที่สำคัญ อีกด้วย
• เทคโนโลยีชีวภาพจุลินทรีย์ : การดัดแปลงจุลินทรีย์ในระดับพันธุกรรมและระดับโมเลกุลเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์
• จุลชีววิทยาอาหาร : การศึกษาจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการเน่าเสียของอาหารและโรคที่เกิดจากอาหาร รวมถึงการใช้จุลินทรีย์ในการผลิตอาหาร เช่น การหมัก
• จุลชีววิทยาทางการเกษตร : การศึกษาจุลินทรีย์ที่มีความสำคัญต่อการเกษตร สาขานี้สามารถแบ่งย่อยได้ดังนี้:
  • จุลชีววิทยาพืชและพยาธิวิทยาพืช : การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับพืช และเชื้อโรคพืช
  • จุลชีววิทยาของดิน : การศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่พบในดิน
• จุลชีววิทยาทางสัตวแพทย์ : การศึกษาบทบาทของจุลินทรีย์ในสัตวแพทยศาสตร์หรือการจำแนกประเภทสัตว์
• จุลชีววิทยาทางสิ่งแวดล้อม : การศึกษาหน้าที่และความหลากหลายของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงการระบุลักษณะเฉพาะของแหล่งที่อยู่อาศัยที่สำคัญของแบคทีเรีย เช่น บริเวณรากพืชและใบพืชระบบนิเวศของดินและน้ำใต้ดิน มหาสมุทรเปิดหรือสภาพแวดล้อมสุดขั้ว (จุลินทรีย์ ที่ อาศัย อยู่ในสภาพแวดล้อม สุดขั้ว ) สาขานี้ยังรวมถึงสาขาอื่นๆ ของจุลชีววิทยา เช่น:
  • นิเวศวิทยาจุลินทรีย์
  • การหมุนเวียนสารอาหารโดยอาศัยจุลินทรีย์
  • จุลชีววิทยาทางธรณีวิทยา
  • ความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์
  • การบำบัดทางชีวภาพ : การใช้จุลินทรีย์ในการทำความสะอาดอากาศ น้ำ และดิน
• จุลชีววิทยาทางน้ำ (หรือจุลชีววิทยาในน้ำ): การศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่พบในน้ำ
• จุลชีววิทยาในอากาศ (หรือจุลชีววิทยาในอากาศ): การศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ในอากาศ
• เทคโนโลยีชีวภาพ : เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสมหรือวิศวกรรมพันธุกรรม