mikrobiologer arbetar i allmänhet på något sätt för att öka vetenskaplig kunskap eller att utnyttja den kunskapen på ett sätt som förbättrar resultaten inom medicin eller någon bransch. För många mikrobiologer innefattar detta arbete planering och genomförande av experimentella forskningsprojekt i någon form av laboratorieinställning. Andra kan ha en mer administrativ roll, övervaka forskare och utvärdera deras resultat. Mikrobiologer som arbetar inom det medicinska området, såsom kliniska mikrobiologer, kan se patienter eller patientprover och göra olika tester för att upptäcka sjukdomsframkallande organismer.

för mikrobiologer som arbetar inom akademin inkluderar arbetsuppgifter forskning i ett akademiskt laboratorium, skriva bidragsförslag för att finansiera forskning samt en viss mängd undervisning och design av kurser. Mikrobiologer i branschroller kan ha liknande uppgifter utom forskning utförs i industriella laboratorier för att utveckla eller förbättra kommersiella produkter och processer. Branschjobb kan också innehålla en viss grad av försäljnings-och marknadsföringsarbete samt skyldigheter för regelefterlevnad. Mikrobiologer som arbetar i regeringen kan ha en mängd olika uppgifter, inklusive laboratorieforskning, skrivning och rådgivning, utveckling och granskning av regleringsprocesser och övervakning av bidrag som erbjuds externa institutioner. Vissa mikrobiologer arbetar inom patenträtten, antingen med nationella patentkontor eller privaträttsliga praxis. Här omfattar uppgifter forskning och navigering av immateriella regler. Kliniska mikrobiologer tenderar att arbeta i statliga eller sjukhuslaboratorier där deras uppgifter innefattar att analysera kliniska prover för att upptäcka mikroorganismer som är ansvariga för sjukdom. Vissa mikrobiologer arbetar istället inom vetenskapsområdet, där de utvecklar program och material för att utbilda studenter och icke-forskare och stimulera intresse för mikrobiologi.