การผลิตผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรม
ผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมหลายชนิดที่เกิดจากการกระทำของแบคทีเรีย ได้แก่

• การผลิตกรดแล็กติก ที่ใช้รักษาโรคขาดแคลเซียม, รักษาโรคโลหิตจาง และใช้เป็นตัวทำละลายแลคเกอร์
• การผลิตกรดซิตริกหรือกรดส้ม ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เป็นเครื่องปรุงรสอาหาร ในอุตสาหกรรมน้ำหมึก สีย้อม และใช้ในวงการแพทย์ มีเชื้อราหลายชนิดที่เปลี่ยนน้ำตาลเป็นกรดส้มได้
• การผลิตกรดอะมิโน จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนจากสารประกอบไนโตรเจน ซึ่งอาจสังเคราะห์ได้มากเกินความต้องการ จึงขับออกมาในอาหารเลี้ยงเชื้อ จุลินทรีย์บางชนิดสังเคราะห์กรดอะมิโนได้มากจนผลิตเป็นการค้าได้ เช่น แอล-ไลซีน (L-lysine) กรดแอล-กลูตามิก (L-glutamic acid) เป็นต้น
• การผลิตเอนไซม์ มีราและแบคทีเรียหลายชนิดที่สังเคราะห์เอนไซม์และขับออกจากเซลล์มาอยู่ใน อาหาร ในทางอุตสาหกรรม สามารถเลี้ยงเชื้อราและแบคทีเรียให้สร้างเอนไซม์และทำให้เอนไซม์บริสุทธิ์ ได้ เช่น
• เอนไซม์อะไมเลส (Amylase) ใช้เอนไซม์นี้ในการเปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาล เพื่อการผลิตแอลกอฮอล์ ใช้ในการทำให้ไวน์ เบียร์ และน้ำผลไม้ใสขึ้น
• เอนไซม์อินเวอร์เทส (Invertase) ใช้ย่อยซูโครสให้เป็นกลูโคสกับฟรักโทส จึงใช้ในอุตสาหกรรมทำลูกกวาด ไอศกรีม
• โปรตีเอส (Protease) เป็นคำเรียกเอนไซม์ที่ย่อยโปรตีน ซึ่งมีหลายชนิด ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องหนัง การทำกาว การทำให้เนื้อนุ่ม ทำให้เครื่องดื่มใส
• เอนไซม์เพกทิเนส (Pectinase) ใช้ในการทำให้น้ำผลไม้ใส และย่อยเพกทินในการแช่ต้นแฟลกซ์ เพื่อทำผ้าลินิน

การผลิตเชื้อเพลิง
การเกิดเชื้อเพลิงธรรมชาติในรูปถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติต้องใช้เวลานับล้านๆ ปี โดยเกิดจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ที่ตายรวมกันเป็นตะกอน โดยอาศัยอุณหภูมิสูงและแรงกดดัน รวมทั้งการกระทำของจุลินทรีย์ เชื้อเพลิงซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติชนิดสิ้นเปลืองกำลังลดปริมาณลงอย่างรวด เร็ว ในขณะที่โลกมีความต้องการพลังงานจากเชื้อเพลิงมากขึ้น จึงอาจเกิดปัญหาการขาดแคลนพลังงาน ทั่วโลกจึงหันมาสนใจหาแหล่งพลังงานทดแทน ซึ่งมีหลายแบบ แบบหนึ่ง คือ การผลิตเชื้อเพลิงโดยอาศัยจุลินทรีย์ เชื้อเพลิงชนิดนี้ ได้แก่ แอลกอฮอล์ และมีเทน

จุลินทรีย์จำพวกยีสต์ สามารถเกิดกระบวนการหมักสารคาร์โบโฮเดรตให้ได้แอลกอฮอล์ เพื่อใช้ทำเครื่องดื่ม พลังงานอีกชนิดหนึ่งได้จากก๊าซชีวภาพ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน (CH4) ที่ได้จากการหมักมูลสัตว์และของเสียจากสัตว์ โดยรวบรวมของเสียเหล่านี้ใส่ในถังหมักที่มีเชื้อจุลินทรีย์อยู่ ทิ้งไว้ให้เกิดปฏิกิริยาในที่ไม่มีอากาศ จุลินทรีย์จะใช้สารอินทรีย์ในของเสียไปและเกิดก๊าซมีเทนขึ้น ก๊าซนี้นำ ไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการปรุงอาหาร ของเหลือจากถังหมักเมื่อสะสมมากๆ ยังนำไปใช้เป็นปุ๋ยได้ ปัจจุบันครอบครัวตามชนบทมีการทำเชื้อเพลิงแบบนี้ใช้เอง
การบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ทั้งวิธีทางกายภาพ, เคมีและชีวภาพ การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางกายภาพเป็นการบำบัดขั้นต้น เพื่อกำจัดสารแขวนลอยขนาดใหญ่ออกด้วยการตกตะกอน แยกด้วยตะแกรงแยกขยะ, การกรอง, การหมุนเหวี่ยง เป็นต้น ส่วนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี เช่น การออกซิเดชัน, รีดักชัน โดยการเติมสารเคมีไปทำปฏิกิริยาลดหรือเติมออกซิเจนให้กับสารที่ต้องการกำจัด เพื่อให้เปลี่ยนเป็นสารประกอบรูปอื่นที่ไม่เป็นพิษแล้วจึงตกตะกอนแยกออกไป วิธีนี้มักใช้บำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ส่วนน้ำทิ้งจากบ้านเรือนและโรงงานอุตสาหกรรมที่มีสารอินทรีย์มาก เช่นโรงงานกระดาษ, โรงงานน้ำตาล, โรงงานเบียร์ ต้องใช้กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ โดยอาศัยจุลินทรีย์ที่เติมให้ หรือจุลินทรีย์ในธรรมชาติมาย่อยสลายสารอินทรีย์

การย่อยสลายสารอินทรีย์และเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ดิน
จุลินทรีย์ในดินพวกแบคทีเรียและเห็ดราชนิดต่างๆ ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์จากซากสิ่งมีชีวิตให้กลายเป็นสารอนินทรีย์ โดยจุลินทรีย์ได้สารอาหารจากซากเหล่านั้น และนำไปใช้ประโยชน์ ขณะเดียวกันสารอินทรีย์ที่สลายเป็นสารอนินทรีย์ ก็เป็นสารอาหารของพืชที่ดูดซึมไปสร้างเนื้อเยื่อพืชได้ ดังนั้น ถ้าขาดจุลินทรีย์ในดิน จะทำให้ดินขาดสารอาหาร และพืชไม่สามารถเจริญเติบโตได้ จุลินทรีย์ในดิน จึงเกี่ยวข้องกับวัฏจักรของสารต่างๆ ในธรรมชาติ เช่น วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรซัลเฟอร์ เป็นต้น ในอากาศมีก๊าซไนโตรเจนอิสระอยู่ถึง 78% แต่พืชไม่สามารถนำไปสร้างโปรตีนในเซลล์ได้ พืชได้รับไนโตรเจนในรูปเกลือไนเตรตที่รากดูดขึ้นมาจากดิน แต่จุลินทรีย์บางชนิดมีความสามารถตรึงก๊าซไนโตรเจนจากอากาศแล้วเปลี่ยนให้ เป็นสารประกอบไนเตรต จุลินทรีย์เหล่านี้บางชนิดอยู่ร่วมกับรากพืช เช่น แบคทีเรียชื่อ ไรโซเบียม (Rhizobium) อยู่ร่วมกับรากพืชตระกูลถั่วแบบพึ่งพาอาศัยแบคทีเรียบางชนิดตรึงก๊าซไนโตรเจนแบบอิสระได้ เช่น Rhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas vanniellii หรือไซยาโนแบคทีเรียที่อยู่ในน้ำ เช่น Anabaena spp., Nostoc spp.,Oscillatoria spp. เมื่อตรึงก๊าซไนโตรเจนแล้วจะเปลี่ยนให้เป็นแอมโมเนีย และพืชนำไปใช้เปลี่ยนเป็นโปรตีนในพืช เมื่อพืชถูกสัตว์กินจะเปลี่ยนเป็นโปรตีนในสัตว์ เมื่อพืชและสัตว์ตายลงรวมทั้งสิ่งขับถ่ายจากสัตว์จะทับถมลงดิน โปรตีนและกรดนิวคลีอิกจะถูกย่อยโดยแบคทีเรียบางชนิดในดินได้กรดอะมิโน ซึ่งถูกย่อยต่อได้แอมโมเนีย แอมโมเนียอาจระเหยออกจากดินหรือละลายน้ำกลายเป็นเกลือแอมโมเนียม (NH4+) หรือถูกพืชและจุลินทรีย์นำไปใช้และอาจเปลี่ยนต่อไปเป็นไนไตรต์ (NO2-) และไนเตรต (NO3-) ไนเตรตที่ผลิตโดยจุลินทรีย์จึงเป็นปุ๋ยให้แก่พืชได้