进入20世纪以后，特别是近20年以来，由于分子生物学新技术不断出现，使得微生物学研究得以迅速向纵深发展，已从细胞水平、酶学水平逐渐进入基因水平、分子水平和后基因组水平。概括起来，近年来微生物领域有三大进展，即微生物的遗传学、免疫学及病毒学，而且这3门学科都已经发展成为独立的科学。

1977年，C.Woese提出并建立了细菌（bacteria）、古菌（archaea）和真核生物（eukarya）并列的生命三域的理论，揭示了古细菌在生物系统发育中的地位，创立了利用分子生物学技术进行在分子和基因水平上进行分类鉴定的理论与技术。微生物细胞结构与功能、生理生化与遗传学研究的结合，已经进入基因和分子水平，即在基因和分子水平上研究了微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制，生物大分子物质装配成细胞器过程的基因调控，催化各种生理生化反应的酶的基因及其组成、表达和调控，阐明了蛋白质生物合成机制，建立了酶生物合成和活性调节模式，探查了许多核酸序列，构建了超过10万种微生物的基因核酸序列图谱。如大肠杆菌（Escheriachia coli）的基因图谱早已绘出，1/3多的基因产物已完成了生化研究，80%的代谢途径已有了解，染色体复制模式及调控方式已基本阐明，对许多操纵子的主要特征已有描述，对大肠杆菌细胞高分子的合成已探明，并可以在试管中模拟，即进入了后基因组时期。

近代微生物的研究已经达到了分子水平，细菌已成为现代研究基因工程的重要对象和实验手段，从而大大推动了其他生物工程的研究。可以毫不夸张地说，在近代科学中，微生物学已成为对人类福利最大的一门科学之一。(www.daowen.com)

我国在动物微生物和免疫学方面也取得了一定的成绩，如在世界上首先发现小鹅瘟病病毒、兔出血热病毒；研制了猪瘟疫苗等十几种疫苗，其中猪瘟疫苗获国际殊荣；发明了饮水免疫、饲喂免疫和气雾免疫法；对马传染性贫血的研究走在了世界的前列；等等。