Mikroorganizmus alebo mikrób je organizmus, ktorý je mikroskopický, čo znamená taký malý, že ho človek nemôže vidieť voľným okom. Štúdium mikroorganizmov sa nazýva mikrobiológia.
Medzi mikroorganizmy patria baktérie, huby, archeá, protisty a vírusy a patria medzi najstaršie známe formy života. Prvý z týchto štyroch typov mikroorganizmov môže byť buď voľne žijúci, alebo parazitický. Vírusy môžu byť len parazitické, pretože sa vždy rozmnožujú v iných živých organizmoch.
Väčšina mikroorganizmov sú jednobunkové organizmy s jednou bunkou, ale existujú aj jednobunkové protisty, ktoré sú viditeľné ľudským okom, a niektoré viacbunkové druhy sú mikroskopické.
Mikroorganizmy žijú takmer všade na Zemi, kde je tekutá voda, vrátane horúcich prameňov na dne oceánov a hlboko v horninách v zemskej kôre. Takéto biotopy obývajú extrémofily.
Mikroorganizmy majú rozhodujúci význam pre recykláciu živín v ekosystémoch, pretože pôsobia ako rozkladače. Keďže niektoré mikroorganizmy dokážu odoberať dusík aj zo vzduchu, sú dôležitou súčasťou cyklu dusíka. Patogénne alebo škodlivé mikroorganizmy môžu napadnúť iné organizmy a spôsobiť ochorenie.
