Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang mikroskopis, yang berarti sangat kecil sehingga orang tidak dapat melihatnya dengan mata telanjang. Studi tentang mikroorganisme disebut mikrobiologi.
Mikroorganisme meliputi bakteri, jamur, archaea, protista dan virus, dan merupakan salah satu bentuk kehidupan paling awal yang diketahui. Mikroorganisme pertama dari keempat jenis mikroorganisme ini dapat hidup bebas atau parasit. Virus hanya bisa bersifat parasit, karena mereka selalu bereproduksi di dalam makhluk hidup lain.
Sebagian besar mikro-organisme adalah organisme uniseluler dengan hanya satu sel, tetapi ada protista uniseluler yang terlihat oleh mata manusia, dan beberapa spesies multiseluler bersifat mikroskopis.
Mikroorganisme hidup hampir di semua tempat di bumi di mana terdapat air cair, termasuk mata air panas di dasar samudra dan jauh di dalam bebatuan di dalam kerak bumi. Habitat-habitat seperti itu dihuni oleh extremophiles.
Mikroorganisme sangat penting untuk daur ulang nutrisi dalam ekosistem, karena mereka bertindak sebagai pengurai. Karena beberapa mikroorganisme juga dapat mengambil nitrogen dari udara, mereka adalah bagian penting dari siklus nitrogen. Mikroba patogen, atau berbahaya, dapat menyerang organisme lain dan menyebabkan penyakit.
