كانت الميكروبات هي أول أشكال الحياة التي تطورت فوق سطح الأرض وظلت الشكل الوحيد من أشكال الحياة على الكوكب حتى ما يقرب من بليون عام مضت عندما بدأت الكائنات متعددة الخلايا في الظهور. وتعتبر الكائنات المجهرية كائنات حية وحيدة الخلية أصغر حجمًا من أن تراها العين البشرية المجردة.[44] وتشمل الميكروبات: البكتيريا والفطريات والعتائق والطلائعيات.
توجد هذه الأشكال من الحياة في كل مكان على سطح الأرض تقريبًا يوجد فيه ماء سائل بما في ذلك باطن الصخور الموجودة في جوف كوكب الأرض.[45] وتعد عملية التكاثر عند هذه الأشكال من الحياة سريعة وغزيرة. وقد أدى الجمع بين كل من معدل التغيار الأحيائي المرتفع والتدفق الجيني العمودي (وهو العملية التي يمكن عن طريقها أن تحتوي إحدى الكائنات الحية على المادة الجينية الخاصة بكائن آخر دون أن يكون من سلالته) [46] إلى جعل الكائنات ذات قدرة عالية على التكيف وأكثر قدرة على البقاء في البيئات الجديدة بما ذلك الفضاء الخارجي.[47] ويشكل هذان العاملان جزءًا مهمًا من النظام البيئي الكوكبي. وعلى الرغم من ذلك، تعد بعض الكائنات المجهرية كائنات مسببة للأمراض ومن الممكن أن تشكل تهديدًا صحيًا للكائنات الحية الأخرى.
