Изучение химического состава бактериальной клетки показало, что основные органические соединения (белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.) характерны для микроорганизмов всех типов. Они синтезируются клетками из веществ той среды, где развивается микроорганизм. Такие вещества, в которых нуждается микроорганизм и которые он потребляет из окружающей среды для удовлетворения своих пищевых потребностей, получили название питательных, а среды, содержащие их, - питательных сред. Состав питательных сред определяется пищевыми потребностями микроорганизмов. Последние весьма разнообразны, поэтому и разнообразен набор питательных сред, применяемых для культивирования микроорганизмов. Универсальных сред нет. Для каждого вида или группы близких видов необходима своя среда. Среды, предназначенные для развития отдельных видов микроорганизмов, называются элективными, или избирательными. По своему происхождению они бывают естественными, или натуральными, и синтетическими (лабораторными). Естественные среды состоят из веществ растительного и животного происхождения. Это могут быть клетки и ткани (культура тканей) или экстракты из них. На таких средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, так как в них содержатся в основном все необходимые компоненты. Синтетические среды готовятся из химически чистых элементов, которые берутся в строго определенных концентрациях. Состав этих сред в отличие от естественных всегда известен.
Микроорганизмы отличаются от всех других организмов огромной скоростью потребления питательных веществ Экспериментальным путем установлено, что бактериальная клетка за сутки потребляет «пищи» в 20 раз больше веса своего тела. Это свидетельствует о повышенном обмене веществ у микроорганизмов. Специальных органов питания микроорганизмы не имеют. Питательные вещества поступают в клетку через всю ее поверхность. Это способствует быстрому обмену веществ между клеткой и средой.