Mikroorganisma (daripada Bahasa Yunani: μικρός, mikrós, "kecil" dan ὀργανισμός, organismós, "organisma") atau mikrob ialah organisma yang seni, biasanya terlalu kecil untuk dilihat dengan mata kasar. Kajian tentang mikroorganisma dikenali sebagai mikrobiologi, satu bidang yang bermula dengan penemuan mikroorganisma oleh Anton van Leeuwenhoek pada 1675 dengan menggunakan mikroskop reka bentuk sendiri.Mikroorganisma sangat berbeza-beza dan merangkumi:Sesetengah ahli mikrobiologi juga merangkumkan virus sebagai mikroorganisma, tetapi ahli mikrobiologi yang lain tidak menganggap virus sebagai hidupan.[1][2] Kebanyakan mikroorganisma berbentuk ekasel (sel tunggal), tetapi ciri ini tidak sejagat kerana sesetengah organisma multisel juga berbentuk mikroskopik, manakala sesetengah protis dan bakteria ekasel (misalnya Thiomargarita namibiensis) berbentuk makroskopik dan dapat dilihat dengan mata kasar.[3]Mikroorganisma hidup di semua bahagian biosfera yang memiliki air cecair, termasuk:Mikroorganisma sangat penting kepada pengitaran semula nutrien di dalam ekosistem kerana ia bertindak sebagai pereput. Oleh sebab sesetengah mikroorganisma berupaya mengikat nitrogen, ia juga merupakan sebahagian yang penting kepada kitar nitrogen, dengan kajian-kajian terkini menunjukkan bahawa mikrob bawaan udara mungkin memainkan peranan yang penting dalam kerpasan dan cuaca.[4]Mikrob juga digunakan oleh ahli bioteknologi, baik dalam penyediaan makanan dan minuman mahupun dalam teknologi moden berasaskan kejuruteraan genetik. Bagaimanapun, mikrob patogen adalah berbahaya kerana ia menyerang dan tumbuh di dalam organisma yang lain lalu mengakibatkan penyakit yang membunuh berjuta-juta orang, haiwan, dan tumbuhan.[5]