在自然界，各種不同類群的微生物培養基能在多種不同的環境中生長繁殖。微生物與微生物之間，微生物與其它生物之間彼此，相互影響。通常，這種彼此之間的相互關系可歸納為四大類，即互生、共生、拮抗和寄生。
互生
互生是指兩種可以單獨生活的生物生活在一起時有利于對方。這是一種可分可合，合比分好的相互關系。例如在土壤中，當分解纖維素的細菌與好氧的自生固氮菌生活在一起時，后者可將固定的有機氮化合物供給前者需要，而纖維素分解菌也可將產生的有機酸作為后者的碳源和能源物質，從而促進各自的增殖和擴展。在植物根部生長的根際微生物培養基能與高等植物之間也存在著互生關系。在人體腸道中，正常菌群可以完成多種代謝反應，對人體生長發育有重要意義，而人體的腸道則為微生物提供了良好的生態環境。
共生
共生是指兩種生物共居在一起相互分工協作，彼此分離就不能很好地生活。地衣就是微生物間共生的典型例子，它是真菌和藍細菌或藻類的共生體。在地衣中，藻類和藍細菌進行光合作用合成有機物，作為真菌生長繁殖所需的碳源，而真菌則起保護光合微生物的作用，在某些情況下，真菌還能向光合微生物培養基提供生長因子和運輸無機營養。
根瘤菌與豆科植物共生形成根瘤共生體，是微生物與植物共生的又一典型。由于彼此雙贏，所以稱為互惠共生。菌固定大氣中的氮氣，為植物提供氮素養料，而豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生長，同時，還為根瘤菌提供保護和穩定的生長條件。許多真菌能在一些植物根上發育，菌絲體包圍在根面或侵入根內，形成了兩者的共生體，稱為菌根。一些植物，例如蘭科植物的種子若無菌根菌的共生就無法發育，杜鵑科植物的幼苗若無菌根菌的共生就不能存活。
拮抗
生物之間并非都是友好相處，也有矛盾和爭斗，甚至生死相拼。拮抗關系是指一種微生物在其生命活動中，產生某種代謝產物或改變環境條件，從而抑制其它微生物的生長繁殖，甚至殺死其它微生物的現象。在泡菜、青儲飼料時，乳酸桿菌產生大量乳酸，導致環境變酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物培養基的生長，這屬于非特異性的拮抗作用。而可產生抗生素的微生物，則能夠抑制甚至殺死其它微生物，例如青霉菌產生的青霉素能抑制一些革蘭氏陽性細菌，鏈霉菌產生的制霉菌素能夠抑制酵母菌和霉菌等，這些屬于特異性的拮抗關系。
寄生
寄生指的是小型生物生活在較大型的生物體內或體表，從后者獲得營養，進行生長、繁殖，并使后者蒙受損害甚至被殺死的現象。例如動、植物體表或體內的病毒，以及一些寄生性細菌、真菌等即是如此。寄生于人和有益動物或者經濟作物體表或體內，危害寄主的生長及繁殖，固然是有害的，但如果寄生于有害生物體內，對人類有利，則可加以利用。
