En el siglo XIX, la taxonomía (la clasificación de los organismos vivos) era un tema central de la biología. Mientras los naturalistas estaban ocupados catalogando los escarabajos y otras especies macroscópicas, los microorganismos fueron en gran medida pasados por alto. Desde entonces, los avances en microscopía, biología molecular y genómica han ampliado drásticamente nuestra comprensión de la vida microbiana y han refinado las formas en que la clasificamos.
La taxonomía moderna se basa en tres pilares fundamentales:
La jerarquía taxonómica abarca desde el rango más amplio, el dominio , hasta lo más específico, la especie . La secuencia es:dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género, especie. Por ejemplo, el linaje humano es Eukarya> Animalia> Chordata> Mammalia> Primates> Hominidae> Homo> sapiens.
Los microorganismos se definen por su pequeño tamaño más que por una estructura o función particular. Abarcan los tres dominios de la vida:Bacteria, Archaea y Eukarya. Tanto las bacterias como las arqueas comprenden organismos procarióticos exclusivamente unicelulares que carecen de membrana nuclear. En consecuencia, cada reino, filo, clase, orden, familia, género y especie dentro de estos dominios es un microorganismo.
Dentro del dominio Eukarya, el reino Protista está reservado para organismos unicelulares que poseen un verdadero núcleo. Los protistas se agrupan en tres filos principales:algas (cuatro filos), protozoos (cuatro filos) y mohos (dos filos). Cada protista es un eucariota microscópico, aunque muchos eucariotas (como los árboles y los humanos) son multicelulares y no se consideran protistas.
El reino Fungi, también dentro de Eukarya, incluye varios filos microbianos. Por ejemplo, Zygomycota contiene mohos microscópicos del pan, mientras que Ascomycota incluye levaduras, patógenos vegetales y parásitos. Los líquenes ilustran las complejas relaciones que pueden surgir, ya que son conjuntos simbióticos de un hongo y un compañero fotosintético, que a menudo abarcan múltiples reinos o incluso dominios.