微生物反应是利用微生物中特定的酶系进行的复杂生化反应过程，即发酵过程。主要的工业微生物有细菌、酵母菌、放线菌和霉菌等。根据发酵中所采用的微生物细胞特性的不同，又可分为厌氧发酵和通气发酵两种。发酵产品类型繁多，可归纳为下述几种，即微生物细胞本身、微生物代谢产物、微生物酶、生物转化产品、重组蛋白以及微生物废水处理等。在微生物反应过程中，每一个微生物细胞犹如一个微小的生化反应器，原料基质分子即细胞营养物质，透过细胞壁和细胞膜进入细胞内，在复杂酶系作用下，一方面将基质转化为细胞自身的组成物质，供细胞生长与繁殖，另一方面部分细胞组成物质又不断地分解成代谢产物，随后又透过细胞膜和细胞壁将产物排出。