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La mayor parte de los seres vivos son microorganismos, es decir, organismos invisibles a simple vista. Tradicionalmente, se han definido como organismos tan pequeños que solo son visibles con un microscopio. El límite de resolución del ojo humano es de unos 0,2 mm. Eso quiere decir que somos incapaces de ver de forma individual dos puntos que se encuentran más cercanos entre sí de 0,2 mm. En cambio, el poder de resolución del microscopio óptico es mil veces mayor, unos 0,2 micrómetros (o micras, μm). Con el microscopio óptico no podemos ver los virus, pero sí la mayoría de bacterias.

La microbiota humana es el conjunto de microorganismos que habitan las superficies externas e internas de nuestro cuerpo: toda la piel, el aparato digestivo, incluida la boca, y el aparato genitourinario. Estos microorganismos colonizan nuestro cuerpo desde el vientre materno, principalmente a partir del parto, cuando entramos en contacto con el medio externo: el cuerpo de la madre y el ambiente que nos rodea. El estudio de las poblaciones microbianas comensales del intestino de los humanos y otros animales, así como su papel en la salud del huésped, empezó a generar interés ya en la década de 1960. Las tecnologías de secuenciación del ADN -en concreto, el análisis de la secuencia en el gen ARNr 16S y el análisis metagenómico del genoma entero- fueron utilizadas por primera vez en la década de 1980 para estudiar las comunidades microbianas de los ecosistemas oceánicos y terrestres. Los investigadores del campo de la biomedicina adoptaron este enfoque para explorar la diversidad microbiana presente en el cuerpo humano. El siglo XXI ha sido testigo de una explosión en la investigación de la microbiota, con más de 20.000 artículos publicados solo en 2020, que ha conducido a una mejor comprensión de su estructura y función

Los seres humanos tenemos principalmente tres tipos de «armas» externas para controlar las enfermedades infecciosas: la higiene, la vacunación y los fármacos antimicrobianos (como, por ejemplo, los antibióticos). Y un arma propia: nuestro sistema inmunitario. Y todas son necesarias, porque las enfermedades infecciosas están muy extendidas entre los humanos. Aunque se pueden sufrir a cualquier edad, los grupos de mayor riesgo son los niños (porque es la primera vez que entran en contacto con los microorganismos patógenos), las mujeres embarazadas y la gente mayor. El descubrimiento de los antibióticos y su aplicación en el tratamiento de las enfermedades infecciosas son dos de los hitos más importantes de la medicina durante el siglo xx. Los resultados casi «milagrosos» observados con la penicilina a partir de 1941 promovieron una investigación masiva para obtener más tipos de antibióticos con diferentes dianas de acción. Estos esfuerzos se tradujeron en un gran número de nuevos compuestos útiles para la medicina obtenidos durante las décadas posteriores a la utilización clínica de la penicilina. En las últimas décadas, la incidencia e impacto de las epidemias infecciosas de origen bacteriano se han reducido espectacularmente. En 2010, la tasa de mortalidad por las enfermedades infecciosas se redujo al 3 %. Y aunque los antibióticos se desarrollaron inicialmente para el tratamiento de enfermedades infecciosas en los humanos, los potentes y evidentes efectos conseguidos llevaron lógicamente a usarlos en animales (ganadería y animales de compañía) y en plantas (agricultura). En la actualidad, el 30 % de los antibióticos se usan en el tratamiento y profilaxis de las enfermedades infecciosas bacterianas en humanos, mientras que en agricultura y ganadería se utiliza el 70 % de la producción.