Mikrobiologijos tyrimai turi daug skirtingų svarbių pritaikymų – nuo medicinos iki maisto saugos iki biotechnologijų. Mokslininkai paprastai dirba moderniose laboratorijose, esančiose universitetuose, privačiose tyrimų įstaigose, farmacijos įmonėse, tyrimų ir plėtros institucijose bei biotechnologijų įmonėse. Asmuo, norintis pradėti mikrobiologijos tyrimus, paprastai turi įgyti aukštąjį kvalifikacinį laipsnį akredituotame universitete, įgyti patirties asistento ar stažuotojo pareigose mokykloje, o baigęs studijas baigti stipendiją.
Paprastai žmogus pradeda ruoštis mikrobiologijos tyrinėtojo karjerai studijuodamas ketverių metų koledžą ar universitetą. Būsimasis mikrobiologas paprastai išklauso kelis biologijos mokslų kursus, į kuriuos į mokymo programą įtraukiamos laboratorinės studijos. Organinės chemijos, molekulinės biologijos ir fizikos užsiėmimai leidžia studentams sužinoti apie mikrobiologijos tyrimų istoriją, dabartines tendencijas ir pritaikymą bei skirtingus tyrimo metodus. Daugelis bakalauro studentų pasirenka stoti į išplėstinius matematikos ir statistikos kursus, kuriuose jie supažindinami su tyrimo gairių nustatymo ir skaitinių rezultatų analizės pagrindais.
Bakalauro studijų studentas, planuojantis siekti mikrobiologijos karjeros, gali įgyti vertingos patirties dirbdamas stažuotoju ar mokslinio tyrimo asistentu savo universiteto mikrobiologijos laboratorijoje tarp mokslo metų. Daugelis mokyklų suteikia studentams galimybę įsitraukti į prasmingus tyrimus baigiant bakalauro studijas, suteikia praktinio mokymosi patirties ir pagerina jų galimybes patekti į akredituotas mikrobiologijos mokyklas. Paskutiniais bakalauro studijų metais studentas dažniausiai pradeda stoti į mokyklas ir laiko įvairius stojamuosius egzaminus, kuriuose patikrinama jų kompetencija.
Kai kurie būsimi mokslininkai įstoja į dvejų metų magistrantūros studijų programas, nors dauguma viltingų mikrobiologų siekia šios srities mokslų daktaro laipsnio, o tai vidutiniškai užtrunka nuo trejų iki penkerių metų. Absolventai ir doktorantai dažniausiai gauna intensyvius, išsamius konkrečių mikrobiologijos dalykų pamokas ir laboratorinius mokymus. Asmenys paprastai turi parengti ir vykdyti nepriklausomus tyrimų projektus ir pranešti apie savo išvadas ilgos disertacijos arba disertacijos forma. Dauguma mikrobiologijos mokyklų padeda savo absolventams rasti stipendijų universitetuose ar privačiose tyrimų institucijose.
Mikrobiologas bendradarbis iki dvejų metų dirba tyrėjo asistentu pas nusistovėjusius šios srities profesionalus, mokosi teikti paraiškas dotacijai, rengti studijas, atlikti eksperimentus, analizuoti rezultatus ir rašyti mokslinius darbus. Naujam mikrobiologui, kuris rodo pažadą, gali būti leista kurti ir vykdyti originalius projektus, prižiūrint patyrusiems mokslininkams. Kai kolega įrodo savo įgūdžius, jis paprastai gali pradėti atlikti nepriklausomus mikrobiologijos tyrimus.