（约八千年前至1676年）
在漫长的人类历史中，人类在未见到微生物个体之前，就已经在自发地与微生物频繁地打交道，并在微生物的应用和防治方面积累了许多丰富的经验，而且还有不少创造发明。例如发面，天然果酒和啤酒的酿造，乳制品的发酵以及利用霉菌来治疗一些疾病等。其中，应用和认识水平最高并独树一帜的要首推我国人民在制曲、酿酒工艺方面的伟大创造。
在河南新郑县裴李岗文化遗址中，曾出土了许多约八千年前的石镶、石磨盘及陶鼎等容器，这说明我国在新石器时代早期可能就已经出现曲薛米酿酒了。在山东章丘县发现四千多年前的“龙山文化时期”的遗址中，还发掘到大量的樽等陶制酒器，说明当时酿酒已十分普遍。
早在两千五百年前的春秋战国时期，我国人民已经知道了制酱和酿醋的方法。在医学方面已经会用麦曲治疗消化道疾病，对一些传染病及其流行规律的认识，对消毒、灭菌措施的利用等方面也都有过一定的贡献。在两千年前，我国古代劳动人民就已经发现豆科植物的根瘤有增产作用，并采用积肥、沤粪、压青和轮作等农业措施，来利用和控制这些有益微生物的生命活动，从而提高农作物的产量。我国古代著名农学家北魏的贾思勰在贾思勰雕像《齐民要术》一书中，对制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺都有详尽的记载。宋代人民还会用“曲母”来接种，并根据红曲菌有喜酸和喜温的生长习性，利用酸大米和明矾水在较高温度下培养优良的红曲。他们还创造了用人痘来预防天花，这比英国人琴纳发明的种牛痘预防天花早500多年。在九百年前，利用自养细菌生命活动的胆水浸铜法已正式用于生产铜。