mikrobiolodzy na ogół pracują w jakiś sposób, aby zwiększyć wiedzę naukową lub wykorzystać tę wiedzę w sposób, który poprawia wyniki w medycynie lub przemyśle. Dla wielu mikrobiologów praca ta obejmuje planowanie i prowadzenie eksperymentalnych projektów badawczych w pewnego rodzaju warunkach laboratoryjnych. Inne mogą odgrywać bardziej administracyjną rolę, nadzorując naukowców i oceniając ich wyniki. Mikrobiolodzy pracujący w dziedzinie medycyny, tacy jak mikrobiolodzy kliniczni, mogą obserwować pacjentów lub próbki pacjentów i wykonywać różne testy w celu wykrycia organizmów chorobotwórczych.

dla mikrobiologów pracujących w środowisku akademickim, obowiązki obejmują prowadzenie badań w laboratorium akademickim, pisanie propozycji grantów na finansowanie badań, a także pewną ilość kursów dydaktycznych i projektowych. Mikrobiolodzy w rolach przemysłowych mogą mieć podobne obowiązki, z wyjątkiem badań prowadzonych w laboratoriach przemysłowych w celu opracowania lub ulepszenia komercyjnych produktów i procesów. Praca w przemyśle może również obejmować pewien stopień pracy w zakresie sprzedaży i marketingu, a także obowiązki w zakresie zgodności z przepisami. Mikrobiolodzy pracujący w rządzie mogą mieć różne obowiązki, w tym badania laboratoryjne, pisanie i doradztwo, opracowywanie i przegląd procesów regulacyjnych oraz nadzorowanie grantów oferowanych instytucjom zewnętrznym. Niektórzy mikrobiolodzy pracują w dziedzinie prawa patentowego, zarówno z krajowymi urzędami patentowymi, jak i prywatnymi praktykami prawnymi. Tutaj do obowiązków należy badanie i nawigacja przepisów dotyczących własności intelektualnej. Mikrobiolodzy kliniczni mają tendencję do pracy w laboratoriach rządowych lub szpitalnych, gdzie ich obowiązki obejmują analizę próbek klinicznych w celu wykrycia mikroorganizmów odpowiedzialnych za chorobę. Niektórzy mikrobiolodzy zamiast pracować w dziedzinie popularyzacji nauki, gdzie opracowują programy i materiały, aby kształcić studentów i nie-naukowców i stymulować zainteresowanie w dziedzinie mikrobiologii.