（一）微生物对营养的要求
微生物虽然是低级生物，但是它和一般生物一样，具有新陈代谢、生长发育、遗传变异等生命活动规律，需要从外界吸收营养物质，通过新陈代谢作用，从中吸取能量，并合成新的细胞物质，同时把体内废物排出体外。因此，营养物质是微生物生命活动的物质基础。
所谓营养物质，就是指环境中可被微生物利用（通过分解代谢和合成代谢）的物质称为营养物质。微生物对营养物质的要求是多种多样的．有些微生物能够利用的物质十分广泛，有的却十分狭窄。尽管微生物对营养的要求是各式各样的，但从微生物细胞的化学组成、微生物所需的基本营养及其主要功能等方面，都具有共同的规律。
微生物细胞的化学组成：在人工培养、利用、控制微生物的时候，首先必须根据它们的营养特点来确定供给它们的营养物质。而营养物质的确定，主要是依据组成细胞的化学成分，及我们所需要的代谢产物的化学组成。因此，分析微生物的细胞化学组成，是了解微生物营养的基础。
可见，微生物细胞的化学组成，主要是碳、氢、氧、氮，占全部干重的90%～97%。此外，还有一部分微量元素，例如钾、镁、钙、硫、钠、铁等，还有含量很少、但缺少它们就不能生长的一些物质，称为生长素。微生物中各种化学成分的含量因微生物的种类、菌龄、培养基的组成、培养条件而异。
（二）影响微生物繁殖的化学因素
1．水分
微生物细胞中含水量很大，一般细胞含水70%～90%。细菌的芽孢和霉菌的孢子含水量较少。水的一部分以游离状态存在，另一部分以结合状态出现。水是微生物细胞的主要组分，微生物生长必须有水，一切营养物质要先溶解于水，才能扩散到细胞内被吸收利用；细胞内的各种生理生化反应也必须在水溶液中进行。由此可见，微生物没有水就不能进行生命活动。
2．碳源
碳素化合物是构成微生物细胞成分的主要元素，也是产生各种代谢产物和细胞内贮藏物质的主要原料。凡是能够供给微生物碳素营养的物质称为碳源，一般来说糖类物质是最好的碳源，其他如淀粉、有机酸、醇类等，也常作为微生物的碳源。
3．氮源
氮是构成微生物细胞蛋白质和核酸的主要元素，而蛋白质和核酸是微生物原生质的主要组分，也可为微生物有机体提供能量。所以，氮是微生物的一种不可缺少的营养要素。氮的来源可分为无机氮（指分子氮、硝酸盐、铵盐等）和有机氮（指蛋白质、蛋白胨、各种氨基酸、尿素、豆饼粉、花生饼、鱼粉等）。微生物种类不同，对氮源的要求也不同。在酒精发酵工业中，用来糖化淀粉的黑曲霉能利用硝酸盐和铵盐作为氮源，而产生酒精的酵母菌却只能用铵盐作为氮源，不能利用硝酸盐作为氮源。
4．无机盐类
无机盐类是微生物生命活动不可缺少的物质。它的主要功能是：构成菌体的成分；作为酶的组成部分；调节培养基的渗透压、酸碱度、氧化还原电位和酶的作用等。一般微生物所需的无机盐类包括磷酸盐、硫酸盐、氯化物和含钠、钾、镁、钙、铁等元素的化合物，尤其是磷酸盐对菌种代谢遗传有密切关系。微生物对无机盐的需要量是极少的，但是缺了它就不行，常常在其他营养成分中夹杂一点就能满足需要。例如，在井水中含有钙盐和镁盐就能满足微生物对钙、镁的要求。曲霉孢子放在水中不能发芽，因为孢子发芽时需要有外界营养，蛋白胨及氨基酸可以提高发芽率。有人对曲霉孢子发芽所需营养做过试验，说明缺乏碳源、氮源、磷盐、镁盐时会严重影响发芽。
5．生长素
生长素是指维持生命的要素，狭义来说，是指维生素。它是维持微生物正常生活必不可少，但需要量又极少的特殊营养物质。例如，有些微生物在具有适宜的水分、无机盐、碳源和氮源的条件下，仍不能生长或生长不好。如果加入少量酵母浸出液或麦芽汁生长就好了，这是因为浸出液中含有某些微生物所不能合成的生长素，如多种氨基酸、维生素、组成核酸辅酶的嘌呤、嘧啶碱等。