Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào hoặc đa bào nhân sơ hoặc nhân thực có kích thước rất nhỏ, không quan sát được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi, một đặc cụ của ngành vi sinh vật học.
Nhà khoa học người Hà Lan Antonie Philips van Leeuwenhoek là người đầu tiên nhìn thấy vi sinh vật nhờ những kính hiển vi có độ phóng đại là 270 cho đến 300 lần mà ông đã chế tạo vào năm 1676.
Do sự hạn chế về độ phóng đại và độ phân giải của Kính hiển vi cho nên những nghiên cứu hiển vi của cơ thể sống rất bị hạn chế và mãi đến đầu thế kỷ 19, chiếc kính hiển vi hoàn chỉnh đầu tiên mới được ra đời.
Trong suốt những giai đoạn hình thành vào thế kỷ 17 và 18, ngành vi sinh vật học chỉ chú trọng về phần mô tả. Tuy nhiên, cũng có một số công trình xuất sắc như sử dụng môi trường nuôi cấy khử khuẩn bằng nhiệt, phát nh vắc xin đậu mùa. Hay phát hiện về tác nhân của bệnh dại ở trong nước bọt của chó bị dại. Sau đó cho đến thế kỷ 19 thì ngành này mới cho thấy những bước phát triển lớn hơn về vi sinh vật học nhờ công lao của Louis pasteur và Robert Koch.