微生物细胞的化学元素都是由碳、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、钠和铁等主要元素组成。微生物细胞中含量最多的是水分，约占菌体鲜体重的70%-90%。除去水分的干物质部分，碳、氢、氧和氮4种元素占全部干重的90%-97%，其余的3%-10％为矿物质元素，亦称无机元素。

各种微生物细胞干物质的含碳量比较稳定，约占干重的50％±5%。氮元素含量在各类微生物中差别较大，约为干重的5%-13%。在矿物质元素中以磷的含量为最高，约占全矿物质含量的50%，占细胞干物质总量的3%-5%；其次为钾、镁、钙、硫、铁及钠等。

微生物细胞中的绝大部分元素组成了细胞的各种有机物质，主要的有机物是蛋白质、核酸、碳水化合物及脂类等