علم الأحياء الدقيقة علم يدرس الكائنات الحية الدقيقة التي لا ترى غالباً بالعين المجردة، مثل البكتيريا والفطريات والأوليات وبعض الطحالب، مع ارتباطه بدراسة الفيروسات في مجال مستقل قريب. يهتم هذا العلم ببنية هذه الكائنات ونموها وتكاثرها ووراثتها وعلاقاتها بالبيئة والإنسان والحيوان والنبات، ويكشف جوانبها النافعة والضارة معاً. وتظهر أهميته في الطب والمناعة وصناعة المضادات الحيوية والأغذية والتخمير والزراعة والتربة والبيئة، كما يسهم في فهم الأمراض وحماية الإنسان والكائنات الحية من أخطار الميكروبات الممرضة.

كارل ووز عالم أحياء دقيقة أمريكي أحدث تحولاً عميقاً في تصنيف الكائنات الحية من خلال دراسة الحمض الريبوزي الريبوسومي. قادته أبحاثه إلى التمييز بين العتائق والبكتيريا، وإلى اقتراح تقسيم الحياة إلى ثلاثة نطاقات كبرى بدلاً من الاقتصار على التصنيفات التقليدية. أبرز عمله أن الكائنات المجهرية أكثر تنوعاً وعمقاً تطورياً مما كان يعتقد، وأن التحليل الجزيئي قادر على كشف علاقات لا تظهر من الشكل الخارجي وحده. يمثل ووز أحد مؤسسي علم التطور الجزيئي الحديث، لأن تصنيفه أعاد رسم شجرة الحياة.

المورفولوجيا في علم الأحياء دراسة شكل الكائنات الحية وبنيتها الخارجية والداخلية وتنظيم أعضائها وأنسجتها وخلاياها. تشمل وصف الأشكال ومقارنتها، وتدخل في التشريح وعلم الأنسجة وعلم الخلية والتصنيف والتطور. تساعد المورفولوجيا على فهم العلاقة بين البنية والوظيفة، مثل شكل الجناح والطيران أو شكل الجذر وامتصاص الماء. ورغم تطور التحليل الجزيئي، بقيت دراسة الشكل ضرورية لأنها تقدم الصورة المرئية والوظيفية للكائن. يمثل هذا العلم أحد المداخل الأساسية إلى فهم التنوع الحيوي وتاريخه.

الاستنبات في علم الأحياء هو تنمية الكائنات الدقيقة أو الخلايا داخل المختبر في ظروف مضبوطة، مثل البكتيريا والفيروسات والخمائر وخلايا النبات أو الحيوان. تحتاج المستنبتات إلى تعقيم كامل ووسط غذائي مناسب يساعد الخلايا على النمو والتكاثر، ويمكن نقل جزء منها إلى مستنبت جديد عندما تزدحم. يفيد الاستنبات في فهم نمو الخلايا ووظائفها، ودراسة شذوذها في السرطان وغيره من الأمراض، كما يساعد الأطباء في تشخيص العدوى، ويدخل في صناعة المضادات الحيوية واللقاحات والأدوية.

علم الأحياء الجزيئي فرع من علوم الحياة يدرس الكائنات الحية على المستوى الجزيئي، ولا سيما العلاقات بين الدنا والرنا والبروتينات وآليات النسخ والترجمة وتنظيم التعبير الجيني. يتداخل هذا العلم مع الكيمياء الحيوية والوراثة والفيزياء الحيوية والمعلوماتية الحيوية، لأنه يبحث في بنية الجزيئات الحيوية ووظائفها داخل الخلية وكيفية انتقال المعلومات الوراثية وتحويلها إلى وظائف حيوية. تطور المجال مع القدرة على عزل الدنا والرنا والبروتينات وتحليلها وتعديلها، فأصبح أساساً لفهم الأمراض الوراثية والسرطان والعدوى والتطور وتقنيات الهندسة الوراثية. وتكمن أهميته في كشف الأسس الدقيقة للحياة وربط الظواهر الخلوية بالمكونات الكيميائية التي تديرها.