中国科学院微生物研究所（以下简称微生物所）成立于1958年12月3日，其前身是中国科学院应用真菌研究所和中国科学院北京微生物研究室，目前已发展成为一个具有雄厚基础、强大实力和广泛影响的综合性微生物学研究和微生物技术研发机构。
微生物所坚持“微生物、高科技、大产业”的战略定位，面向工业升级、农业发展、人口健康和环境保护等国家重大需求，瞄准微生物学科的发展前沿，以微生物资源、微生物技术、病原微生物与免疫为主要研究领域，在研究微生物生物多样性、基本生命特征和生态功能的基础上，努力创建从微生物资源开发、功能改造和利用、生物技术创新到成果转化的自主研发体系，创建世界一流的微生物学研究中心和微生物生物技术研发基地。
微生物所设有微生物资源前期开发国家重点实验室、真菌学国家重点实验室、中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室、植物基因组学国家重点实验室（与中国科学院遗传与发育生物学研究所共建）、中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室五个重点实验室，另设有技术转移转化中心、微生物资源与大数据中心。同时有依托微生物所建设中国科学院—发展中国家科学院生物技术卓越中心、中国科学院—发展中国家科学院新发突发传染病研究与交流卓越中心和中国科学院流感研究与预警中心。研究所拥有亚洲最大的、近52万号标本的菌物标本馆和国内最大的、保藏了近6.1万株菌的中国普通微生物菌种保藏管理中心，建有网络信息中心、大型仪器中心和生物安全三级实验室、SPF实验动物房等技术支撑平台，拥有一个藏书（刊）5万余册的专业性图书馆。
2018年，微生物所结合研究所“十三五”战略规划，在社会可持续发展、人类健康、制造业转型升级和农业发展方式转变等领域，继续发挥了微生物生物技术专长，创新了一系列微生物生物技术，一三五规划取得重大突破进展。其中包括：高附加值化学品工业生产菌株的产能提升，高附加值氨基酸及其衍生物的生物合成，流感等动物源性新突发传染性病原跨种感染、传播及致病的分子机制。
2018年，微生物所主导了中国科学院微生物组计划先期实施，发挥科技智库功能，服务国家科技战略和科技政策的制定。中国科学院重点部署项目“人体与环境健康的微生物组共性技术研究”暨“中国科学院微生物组计划”已经正式启动。项目将淬炼一支富有国际竞争力的微生物组研究团队，凝练出一批先进的微生物组研究成果、技术和方法，为中国微生物组计划的诞生发挥先导和引领作用，推动我国在全球微生物组研究的竞争中实现从“跟跑到并跑，乃至领跑”。
截至2018年12月，研究所共有研究组75个，正式编制人员484人。拥有中国科学院院士6名，国家杰出青年基金获得者14名（2018年新增2名），国家优秀青年基金获得11名（2018年新增3名），万人计划青年科技创新领军人才1名（2018年新增1名），“青年千人计划”6名，“百人计划”入选者28名（2018年新增1名），“百人计划”终期评估优秀1名。
2018年度，研究所新增主持国家及院各类项目67项，合同总额4.36亿元，其中主持承担千万元级以上国家重大科研5项。新增主持的各类项目，包括国家重点研发计划项目2项；科技重大专项4项（转基因专项2项、传染病专项2项）；院STS项目2项（重点项目1项、区域重点项目1项）；院战略先导专项1项；国家自然科学基金项目58项（重点项目3项、杰出青年科学基金项目2项、优秀青年科学基金项目3项）。
微生物所党委坚持以党的十九大精神为指导，坚持党的工作围绕中心、服务大局的基本定位，深入学习贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想，加强理论武装，加强理想信念教育。加强所领导班子和干部队伍建设，积极推进人才队伍建设、体制机制改革和创新文化建设。坚持以科学发展观为指导，认真贯彻落实中央《党政领导干部选拔任用工作条例》及“一报告两评议”制度的相关要求，遵循“德才兼备，以德为先”的用人标准，在选用过程中坚持程序、坚持标准，牢固树立“重德才、重实绩、重公认”的用人导向，扎实做好领导人员的选拔聘用工作。2018年提任2名科研型副所长。
微生物所是1981年国务院学位委员会批准的博士学位授予权单位之一，现设有生物学和基础医学两个一级学科，包括微生物学、遗传学、生物化学与分子生物学、病原生物学和免疫学五个二级学科专业博士、硕士学位研究生培养点；设有生物工程领域专业硕士学位研究生培养点；同时设有生物学一级学科下微生物学、遗传学、生物化学与分子生物学三个二级学科专业博士后流动站；共有在学研究生520人（其中硕士生219人、博士生301人）、在站博士后59人、留学生18人。
目前挂靠微生物所的学术组织有中国微生物学会、中国菌物学会、中国生物工程学会3个国家级学会，微生物所与相关学会共同主持编辑出版的学术刊物有《微生物学报》、《微生物学通报》、《菌物学报》、《生物工程学报》及英文刊物MYCOLOGY。