中国科学院微生物研究所是国内最大的综合性微生物学研究机构，从事微生物学基础和应用研究。微生物所成立于1958年12月3日，所址位于北京市海淀区中关村。2007年，微生物所的大部分从中关村迁至朝阳区中国科学院奥运村生命科学园区。
微生物所是由戴芳澜先生领导的中国科学院应用真菌学研究所和方心芳先生领导的中国科学院北京微生物研究室合并而成。微生物所的诞生，揭开了我国微生物学研究的新篇章。
1958年至1976年的18年间，研究所先后成立了八个研究室：真菌研究室、病毒研究室、生理生化研究室、生物物理研究室、遗传研究室、农业微生物研究室、工业微生物研究室和地微生物研究室。在我国微生物资源调查、微生物生理代谢、微生物遗传变异等方面做了大量工作，在工业微生物学、地微生物学、霉腐微生物学、抗生素与拮抗微生物方面，结合国民经济发展的需求，筛选出一大批适合于应用的优良菌种，解决了工农业生产中的诸多实际问题。
1978年，按照中国科学院的方向调整和战略部署，研究所重新确立发展思路和学科布局，对学科领域和研究室设置进行了调整和重组，组建了八个研究室：真菌分类研究室、细菌分类研究室、病毒研究室、微生物生态研究室、微生物代谢研究室、微生物酶学研究室、微生物遗传学研究室和微生物菌种保藏研究室，同时建立起一套相对完备的科研支撑系统，包括发酵中试厂、微生物新技术室、同位素实验室和图书情报室。此后二十年里，微生物所在基础研究、应用基础研究和应用开发研究均有长足进步，取得了一大批对经济、社会发展具有重大意义的科研成果。
1998年6月，中国科学院知识创新工程正式启动。2001年8月15日，微生物所整体进入中科院创新试点序列，翻开研究所发展史上又一崭新的篇章。微生物所确立了微生物资源、分子微生物学、微生物生物技术三个主要研究领域，并将科研机构相应调整为微生物资源研究中心、分子微生物学研究中心和微生物生物技术研究中心。2004年，微生物所将研究领域进一步调整为微生物资源、工业微生物和病原微生物三大领域，并重组成立了分属三大领域的九个研究中心，分别是：微生物资源中心、微生物基因组学联合研究中心、极端微生物研究中心、能源与工业生物技术中心、微生物代谢工程研究中心、环境生物技术中心、农业生物技术中心、分子病毒中心和分子免疫中心。
2008年以来，微生物所面向工业升级、农业发展、人口健康和环境保护等方面的国家重大需求，瞄准国际微生物学前沿，积极优化学科布局，努力构建高效联动的创新价值链，形成了以微生物资源中心、科学研究体系和技术转移转化中心为单元的“转化链”式科研布局。研究所以微生物资源、微生物生物技术、病原微生物与免疫为主要研究领域，开展基础性、战略性、前瞻性研究。
目前，微生物所的科学研究体系由五个研究室组成，它们是微生物资源前期开发国家重点实验室、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）、真菌学国家重点实验室、中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室、中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室。拥有亚洲最大的48万多份标本的菌物标本馆和国内最大的含4万1千余株菌种的微生物菌种保藏中心，建有微生物资源中心（IMCAS-BRC），大型仪器中心和生物安全三级实验室等技术支撑平台，拥有一个藏书（刊）5万余册的专业性图书馆及拥有2万余册电子书、9000多种中西文电子期刊的电子图书馆。目前挂靠微生物所的单位有中国微生物学会、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》及《生物工程学报》（中英文版）。
微生物所现有在编职工490人，其中科研人员416人，包括中国科学院院士7人，国家杰出青年基金获得者11人，中国科学院百人计划27人，国家千人计划（青年项目）3人。共有在学研究生513人，在站博士后57人。
经过50多年的不懈努力，微生物所已经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机构，也是国内学科最齐全的微生物学专业机构。
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