Atendendo á forma de obter enerxía e carbono para as súas funcións metabólicas cabe distinguir: 1) microorganismos autótrofos, que á súa vez diferéncianse en: a) fotoautótrofos, que obteñen o carbono ao fixar o dióxido de carbono da atmosfera pola fotosíntese, utilizando a enerxía da radiación solar (p. ex., as cianobacterias e as algas, ao conter pigmentos clorofílicos); e b) quimioautótrofos ou quimiolitótrofos, que tamén fixan o dióxido de carbono atmosférico, pero non utilizan a luz como fonte de enerxía senón que a obteñen por oxidación de compostos inorgánicos reducidos (p. ex. N, Fe e S); 2) microorganismos heterótrofos, que obteñen o carbono e a enerxía a partir de materiais orgánicos complexos (a maioría de bacterias e fungos).

Atendendo aos requirimentos respiratorios, distínguense: 1) microorganismos aerobios estritos, que requiren osíxeno libre (p. ex., as bacterias Nitrosomonas e Nitrobacter); 2) microorganismos anaerobios (ou aerobios facultativos), que realizan unha respiración aerobia se hai osíxeno dispoñible, pero se non o hai optan por un metabolismo anaerobio (fermentación ou respiración anaerobia); 3) microorganismos anaerobios estritos, que non poden vivir en presenza de osíxeno molecular, xa que resulta tóxico para eles, polo que necesariamente realizan un metabolismo anaerobio, por exemplo, as bacterias Desulfovibrio desulfuricans, que poden utilizar o SO₄^-2 como aceptador de electróns, e Methanobacterium, que intervén na formación de metano (metanoxénese).