營養(yǎng)物質(zhì)應滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理活動的需要。構成微生物的營養(yǎng)物質(zhì)有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。這些物質(zhì)對微生物生命活動的主要作用有：供給微生物合成細胞物質(zhì)的原料，產(chǎn)生微生物在合成反應及生命活動中所需的能量，調(diào)節(jié)新陳代謝。

1.水 水是微生物的重要組成部分，在代謝中占有重要地位。其存在形式有結合水和游離水兩種。結合水與溶質(zhì)或其他分子結合在一起，很難利用它們；游離水是菌體內(nèi)重要的溶劑，參與一系列的生化反應。只有溶于水，菌體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)才能進入細胞，代謝產(chǎn)物才能排出體外。另外水也可以直接參加代謝過程，如蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪的水解作用都是在水的參與下進行的。

2.碳源 碳在微生物細胞的干物質(zhì)中約占50%，所以微生物對碳的需求最大。凡是作為微生物細胞結構或代謝產(chǎn)物中碳架來源的營養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為碳源。能作為微生物營養(yǎng)的碳源物質(zhì)種類很多，從簡單的無機碳化物（二氧化碳、碳酸鹽等）到結構復雜的有機碳化物（糖及糖的衍生物、脂類、醇類、有機酸、芳香化合物及各種含碳化合物等）。微生物在利用碳源物質(zhì)時具有選擇性，一般來說，糖類是微生物良好的碳源，但不同種類的微生物對不同糖類物質(zhì)的利用也有差異。如當葡萄糖和半乳糖在同一培養(yǎng)基時，大腸桿菌首先利用的是葡萄糖，當葡萄糖消耗完之后才利用半乳糖。此外，微生物的種類不同，利用碳源的能力也有差異，如假單胞菌屬可利用90種以上的碳源，甲烷氧化菌僅能利用2種有機物———甲烷和甲醇，某些纖維素分解菌只能利用纖維素。

3.氮源 氮源物質(zhì)為微生物提供氮素，這類物質(zhì)主要用來合成細胞中的含氮物質(zhì)，是組成核酸和蛋白質(zhì)的重要元素，對微生物的生長發(fā)育起著重要作用。不同種類的微生物對氮源的需要也不同，某些固氮微生物，可以利用分子態(tài)氮作為氮源合成自身所需的氨基酸和蛋白質(zhì)。此外，有些光合細菌、藍藻和真菌也有固氮作用。許多腐生微生物和病原微生物不能固氮，一般以銨鹽或其他含氮鹽為氮源，其中硝酸鹽必須先還原為氨根離子后，才能用于生物合成。能被微生物利用的氮源物質(zhì)主要有蛋白胨及其各級降解產(chǎn)物，工業(yè)上常用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源。

4.無機鹽 無機鹽也是微生物生長不可缺少的一類營養(yǎng)物質(zhì)，它們的主要功能有：①作為細胞的組成成分；②作為酶的組成成分；③維持酶的活性；④調(diào)節(jié)細胞的滲透壓。微生物生長所需的無機鹽一般有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物及含有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等金屬元素的化合物。微生物對它們的需求量較大，稱為“主要元素”。沒有它們微生物就無法生長。此外，在微生物生長過程中還需要一些微量元素（指在微生物生長過程中起重要作用，而機體對這些元素需要量極其微小的元素），如錳、銅、鈷、鋅、鉬等，它們的需要量雖然極微，但往往能強烈地刺激微生物的生命活動，多參與酶的組成或使酶活化。不同微生物對以上各種元素的需求量也不相同，鐵元素介于主要元素和微量元素之間。在配制培養(yǎng)基時，可通過添加有關化學試劑來補充主要元素，其中首選磷酸氫二鉀和硫酸鎂。微量元素在一些化學試劑、天然水和天然培養(yǎng)基組分中都以雜質(zhì)等狀態(tài)存在，在玻璃器皿等實驗用品上也有少量存在，所以不必另行加入。

5.生長因子 是指微生物生長時不可缺少但自身又不能合成的微量有機物質(zhì)，主要包括維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶及它們的衍生物等。各種微生物所需的生長因子的種類和數(shù)量是不同的。自養(yǎng)微生物和一些異養(yǎng)微生物本身可以合成這類物質(zhì)，以滿足自身生長繁殖的需要。而大多數(shù)異養(yǎng)微生物特別是病原微生物則需要一種甚至數(shù)種生長因子，才能正常發(fā)育。有時對某些微生物生長所需生長因子的本質(zhì)不清楚時，通常在培養(yǎng)基中加入酵母膏、牛肉膏及動植物組織液等天然物質(zhì)即可以滿足需要。

6.能源 微生物的生命活動也需要能量，也是為微生物的生命活動提供最初能量來源的物質(zhì)，包括一些營養(yǎng)物質(zhì)和輻射能。如大部分的碳源物質(zhì)在細胞內(nèi)進行生化反應過程中能為微生物提供維持生命活動所需的能源，少數(shù)微生物能利用銨鹽及硝酸鹽作為能源，而一些自養(yǎng)菌常常利用光能把無機物質(zhì)或簡單有機物質(zhì)合成復雜的有機物質(zhì)組成自身的成分。在微生物的營養(yǎng)要素中，有些要素僅有一種功能，有些則具有多種功能。如光照僅提供能量，而氨基酸和蛋白質(zhì)具有氮源、碳源和能源三種功能。根據(jù)微生物所需碳源和能源的不同，將其分成以下營養(yǎng)類型（表3-4）。

上述四大營養(yǎng)類型的劃分并不是絕對的，在自養(yǎng)型與異養(yǎng)型之間，在光能與化能之間都有中間過渡類型存在。