Sinh trưởng ở vi sinh vật là sự gia tăng số lượng cá thể của quần thể vi sinh vật. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn phụ thuộc vào quá trình nuôi cấy. Có 2 hình thức nuôi cấy: nuôi cấy không liên tục và nuôi cấy liên tục.
Vi sinh vật nhân sơ sinh sản bằng 3 hình thức: phân đôi, nảy chồi và sinh sản bằng bào tử.
Vi sinh vật nhân thực có thể sinh sản vô tính hoặc sinh sản hữu tính. Sinh sản vô tính bằng 3 cách: phân đôi, nảy chồi và sinh sản bằng bào tử vô tính. Sinh sản hữu tính bằng bào tử hữu tính.
Sự sinh trưởng của vi sinh vật chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường, được chia thành 2 nhóm: yếu tố hóa học và yếu tố vật lý. Chất kháng sinh: có khả năng ức chế/tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có chọn lọc ở nồng độ thấp.
Tổng hợp là quá trình tạo ra phân tử hữu cơ phức tạp từ những chất đơn giản. Ở vi sinh vật có 4 quá trình tổng hợp chủ yếu là tổng hợp carbohydrate, protein, lipid và nucleic acid.
Phân giải là quá trình biến đổi chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản. Vi sinh vật phân giải 4 phân tử hữu cơ chính là phân giải carbohydrate, protein, lipid và nucleic acid.
Quá trình tổng hợp và phân giải các chất của vi sinh vật tạo nên nguồn sản phẩm giá trị cho con người. Cơ sở khoa học là dựa trên các đặc điểm của vi sinh vật.
Một số ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn đó là: sản xuất phomai (vi khuẩn lactic); sản xuất tương (nấm mốc); sản xuất chất kháng sinh (xạ khuẩn, vi khuẩn Bacillus, nấm Penicillium) ...
Công nghệ vi sinh vật mở ra nhiều lĩnh vực ngành nghề khác nhau, góp phần giải quyết việc làm, thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội.