中国科学院微生物研究所成立于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。
研究所坚持“微生物、高科技、大产业”的战略定位，面向世界科技前沿，面向国家重大需求，面向国民经济主战场，围绕“生命与健康”和“资源生态环境”创新领域，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、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）、中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室、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。2020年2月，依托微生物所成立了中国科学院农业微生物先进技术工程实验室。同时设有微生物资源与大数据中心和技术转移转化中心。另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。微生物所拥有亚洲最大的馆藏54万余号标本的菌物标本馆、国内最大的保藏量8万余株菌的中国普通微生物菌种保藏管理中心、数据资源总量超过3PB的国家微生物科学数据中心，是我国微生物资源与数据的核心支撑力量。研究所建有生物安全三级实验室、所级公共技术中心、SPF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。
2020年初疫情暴发，研究所快速组建起从感染致病和传播机制、病毒溯源及检测、抗体及药物筛选到疫苗开发的协同创新抗疫攻关全链条。基础研究硕果频出，领先国际；相关成果入选政府发布的《抗击新冠肺炎疫情的中国行动》白皮书。“新型冠状病毒国家科技资源服务系统”入选“全球15项世界互联网领先科技成果”。
截至2020年底，微生物所共有在编职工494人，其中院士5人。在站博士后94人，在读博士和硕士研究生559人。
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、基础医学和药学三个一级学科，包括微生物学、遗传学、生物化学与分子生物学、生物信息学、病原生物学、免疫学、微生物与生化药学等七个二级学科专业博士、硕士学位研究生培养点；设有生物与医药专业硕士学位研究生培养点；同时设有生物学和基础医学一级学科下微生物学、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后流动站。
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。2020年底，微生物所启动创办微生物学高水平综合性英文期刊mLife。
