mikrobiologer arbejder generelt på en eller anden måde for at øge videnskabelig viden eller at udnytte denne viden på en måde, der forbedrer resultaterne inden for medicin eller en eller anden industri. For mange mikrobiologer omfatter dette arbejde planlægning og gennemførelse af eksperimentelle forskningsprojekter i en slags laboratorieindstilling. Andre kan have en mere administrativ rolle, overvåge forskere og evaluere deres resultater. Mikrobiologer, der arbejder inden for det medicinske område, såsom kliniske mikrobiologer, kan se patienter eller patientprøver og udføre forskellige tests for at opdage sygdomsfremkaldende organismer.

for mikrobiologer, der arbejder i den akademiske verden, inkluderer opgaver at udføre forskning i et akademisk laboratorium, skrive tilskudsforslag til finansiering af forskning samt en vis mængde undervisnings-og designkurser. Mikrobiologer i industriroller kan have lignende opgaver, undtagen forskning udføres i industrielle laboratorier for at udvikle eller forbedre kommercielle produkter og processer. Industrijob kan også omfatte en vis grad af salgs-og marketingarbejde samt lovgivningsmæssige overholdelsesopgaver. Mikrobiologer, der arbejder i regeringen, kan have en række opgaver, herunder laboratorieforskning, skrivning og rådgivning, udvikling og gennemgang af reguleringsprocesser og tilsyn med tilskud, der tilbydes til eksterne institutioner. Nogle mikrobiologer arbejder inden for patentretten, enten med nationale patentkontorer eller privatretlig praksis. Her omfatter opgaver forskning og navigation af intellektuelle ejendomsrettigheder. Kliniske mikrobiologer har en tendens til at arbejde i regerings-eller hospitalslaboratorier, hvor deres opgaver inkluderer analyse af kliniske prøver for at opdage mikroorganismer, der er ansvarlige for sygdom. Nogle mikrobiologer arbejder i stedet inden for videnskabens rækkevidde, hvor de udvikler programmer og materiale til at uddanne studerende og ikke-forskere og stimulere interessen inden for mikrobiologi.