（約八千年前至1676年）
在漫長的人類曆史中，人類在未見到微生物個體之前，就已經在自發地與微生物頻繁地打交道，並在微生物的應用和防治方麵積累了許多豐富的經驗，而且還有不少創造發明。例如發麵，天然果酒和啤酒的釀造，乳製品的發酵以及利用黴菌來治療一些疾病等。其中，應用和認識水平最高並獨樹一幟的要首推我國人民在製曲、釀酒工藝方麵的偉大創造。
在河南新鄭縣裴李崗文化遺址中，曾出土了許多約八千年前的石鑲、石磨盤及陶鼎等容器，這說明我國在新石器時代早期可能就已經出現曲薛米釀酒了。在山東章丘縣發現四千多年前的“龍山文化時期”的遺址中，還發掘到大量的樽等陶製酒器，說明當時釀酒已十分普遍。
早在兩千五百年前的春秋戰國時期，我國人民已經知道了製醬和釀醋的方法。在醫學方麵已經會用麥曲治療消化道疾病，對一些傳染病及其流行規律的認識，對消毒、滅菌措施的利用等方麵也都有過一定的貢獻。在兩千年前，我國古代勞動人民就已經發現豆科植物的根瘤有增產作用，並采用積肥、漚糞、壓青和輪作等農業措施，來利用和控製這些有益微生物的生命活動，從而提高農作物的產量。我國古代著名農學家北魏的賈思勰在賈思勰雕像《齊民要術》一書中，對製曲、釀酒、製醬和釀醋等工藝都有詳盡的記載。宋代人民還會用“曲母”來接種，並根據紅曲菌有喜酸和喜溫的生長習性，利用酸大米和明礬水在較高溫度下培養優良的紅曲。他們還創造了用人痘來預防天花，這比英國人琴納發明的種牛痘預防天花早500多年。在九百年前，利用自養細菌生命活動的膽水浸銅法已正式用於生產銅。