微生态学这一术语是德国的Volker Rusch博士于1977年首先提出来的，并在德国汉堡建立起世界上第一个微生态学研究所。微生态学之所以起步晚，与人们的认识片面性不无关系。19世纪末到20世纪初，霍乱、鼠疫、天花、伤寒等在世界范围内大流行，夺取了亿万人的生命，这使人们不得不集中主要精力去研究病原微生物。结果大部分传染病的病原体被发现了，但是，与此同时也形成了一种片面的错误认识，即微生物主要是有害的。其实，微生物对于宿主在本质上或在主要方面是有益的。 

从1945年到1970年，由于抗生素的问世，在治疗中发现了菌群失调和二重污染（也叫二重感染），给人们提出了对抗生素和微生态系统进行再认识的要求。抗生素对人类确实具有不可磨灭的贡献，但是它也有弊端，就是它在消灭病菌的同时，也消灭了对宿主有利的生理微生物，即抗生素没有选择性，这样就会导致菌群失调和二重污染（二重感染）。例如，早在1950年魏曦教授和康白医生在治疗因患鼠咬热病而住院的病人时发现，此病原菌是鼠型链丝杆菌，对青霉素敏感，经用大量青霉素注射后，病情一度好转，但缓解不久又复恶化，3天后死亡。经过检验，在患者心血、肝、脾等场所未分离到鼠型链丝杆菌，却发现肺炎杆菌。这是因为青霉素的应用，把鼠型链丝杆菌和其它革兰氏阳性菌都杀死了，为具有抗药性的（抗青霉素）肺炎杆菌的繁殖创造了条件。肺炎杆菌通过肠道侵入血液，造成败血症而死亡。在这里，青霉素虽然达到了杀菌（鼠型链丝杆菌）的目的，却未能达到治疗的目的。一般来说，抗生素的抗菌谱越广，发生菌群失调和二重污染（二重感染）的频率越高。由于抗生素的应用，使那些具有耐药性的潜在的病原菌得以大量繁殖，越用抗生素，耐药性细菌越多。这提醒了人们对微生态平衡的研究。 

现代技术的发展，也大大促进了微生态学的研究。自20世纪50年代开始，由于微生物与免疫学的研究进展，特别是现代技术的发展，如生化技术、荧光技术、电镜技术、气液相色谱、基因工程、生物工程、厌氧培养技术等都大大促进了微生态学的发展，促进了对正常微生物群的研究。 

此外，无菌动物的出现，对正常微生物群的生理作用、营养作用、生物拮抗作用及其与宿主之间关系的研究产生了极大的推动作用，为正常微生物的有益说和有害说提供了有力的论证。无菌动物是一个不可缺少的实验模型，为了研究的需要，把无菌动物与一种或两种或更多种的微生物相联系，分析微生物的相互作用及其与宿主的关系，从而大大地促进了微生态学的发展。 

近十年来，随着基因组学技术的发展，特别是高通量测序技术的发展和成本持续降低，以及人类微生物组计划的实施，使微生态学研究手段和水平不断提升。宏基因组学的发展和成熟为微生态学研究插上了新的翅膀，取得了众多突破性的进展。例如，肠道元基因组领域的研究证实，不当饮食导致肠道菌群结构失衡，进而引发的慢性炎症是造成代谢性疾病的主要因素，为慢性病的研究和治疗提供了新的方向和思路。