微生物遗传学在20世纪40～50年代的发展，促进了遗传学中一些基本理论的阐明；50～60年代推动了分子遗传学的发展。
20世纪30年代中期已经开始对酵母菌、脉孢菌和草履虫的遗传学研究，不过那时研究的对象限于能进行有性生殖的微生物，研究的课题大多限于基因的分离、连锁和重组等。
开始认识和利用微生物的优越性，并进行遗传学研究的是美国遗传学家比德尔和生物化学家塔特姆。他们原来企图通过果蝇复眼色素遗传的研究来阐明基因的功能，虽然取得了一些进展，但并不理想，于是便改用脉孢菌作为研究材料，另行研究基因在氨基酸等的生物合成中所起的作用。
四十年代初比德尔和塔特姆用射线处理脉孢菌得到了多种营养缺陷型，这些突变型只有在培养基中添加了它们所不能合成的物质才能生长。研究营养缺陷型为生物合成代谢途径的研究提供了有效的手段。
早在二十世纪30年代就有人提出细菌是否有基因重组的问题，并且试图进行验证，但因所用的检测遗传重组的形态和糖发酵性状不很稳定，并且没有采用排除亲本而选择重组体的方法，所以没有取得可信的结果。1946年美国微生物遗传学家莱德伯格和塔特姆在大肠杆菌中以营养缺陷型为选择标记，发现了细菌的基因重组现象。这一发现既说明了生物界遗传规律的普遍性；又开辟了应用大肠杆菌等为材料的遗传学研究的广阔领域。
目前大肠杆菌已是遗传学方面研究得最为详尽的生物，通过大肠杆菌和它的噬菌体的遗传学研究又开创了分子遗传学。大肠杆菌基因重组的发现还导致了大肠杆菌的转导、真菌的准性生殖和放线菌的基因重组等现象的发现，并为微生物遗传学理论应用于生产实践开辟了前景。
肺炎双球菌的转化现象在1928年就已发现，可是转化因子的化学本质直到1944年才为美国化学家埃弗里鉴定为DNA。此后DNA的重要意义才逐渐被认识，分子遗传学的发展才有可能。
细菌的抗药性来自基因突变还是对环境的适应性变异，是一个长期争论不休的问题。 1943年原来当医生的卢里亚和由物理学转向噬菌体遗传学研究的遗传学家德尔布吕克，用波动实验证明了抗药性的出现可以在细菌接触药物以前发生，表明抗药性是基因突变的结果。
关于细菌的变异在19世纪就已经有许多报道，可是通过严密的实验设计和结果分析而得出关于变异的实质方面的明确结论是从这一实验开始的。这一工作在方法论方面给微生物遗传学带来深远的影响，它的结论加深了人们对于生物变异规律的普遍性的认识。
除了一般的微生物学研究方法以外，在微生物遗传研究中最突出的方法是突变型的筛选和选择性培养方法的应用。突变型一方面可作为染色体的标记，另一方面可用来剖析各种生命活动的遗传控制。在高等动植物中，虽然也有一些筛选特定类型的突变型的例子，但是多数突变型是由于偶然出现而长期积累起来的。微生物遗传学的迅速发展和便于取得所需要的突变型有着密切的关系。
某些微生物的一些生物学特性对于遗传学中的特殊问题的研究具有重要意义。例如子囊菌中一次减数分裂所产生的四分体分布在一个子囊里面，这一特性有助于对基因转变现象的研究。
微生物遗传学除推进了人们对遗传规律的认识以外，也推进了对微生物的代谢、生长发育、免疫机制以及致病性等方面的认识。例如通过营养缺陷型和糖发酵缺陷型的研究，阐明了某些微生物的氨基酸、核苷酸等物质的合成途径以及一些糖的代谢机制等；用不能形成成熟芽孢的突变型进行细菌芽孢形成机制的研究；用遗传学方法揭示了沙门氏菌中鞭毛抗原相转变的分子机制；对于一些致病菌的致病因素进行分析等。
微生物遗传学的研究一方面要依靠生物化学的知识和方法，另一方面也对生物化学有许多贡献。氨基酸、核苷酸及蛋白质和核酸等大分子的生物合成的研究多采用微生物为材料，而且常用微生物遗传学方法。
分子遗传学是在微生物遗传学的基础上发展起来的一个遗传学分支。遗传密码、转录、翻译、信使核糖核酸、转移核糖核酸等都是在微生物中被发现或证实的。
由于不能用人作为实验材料，人类遗传学的研究进展很缓慢。20世纪60年代以来，人类遗传学的飞速发展主要是由于对人的离体培养细胞应用微生物遗传学研究方法的结果。它的主要环节是：离体培养细胞的集落生长；合成培养基的应用；突变型细胞株的建立；细胞融合。它们也同样适用于高等动植物的遗传学研究，并成为体细胞遗传学的重要研究方法。
微生物遗传学还推动了生产的发展。20世纪40年代微生物育种工作仅限于诱变处理。随着微生物遗传学的开展，杂交、转导和转化等技术也应用到育种工作中去。细菌的氨基酸合成代谢中的基因调控机制被阐明以后，通过消除阻遏作用而提高最终产物的原理被应用于氨基酸和核苷酸的发酵生产中，并取得了显著的增产效果。
重组DNA技术在工业、农业和医学上的应用前景更难以估量，而重组DNA技术也是微生物遗传学研究的产物。微生物遗传学研究对于医疗卫生事业也作出了重要的贡献，在致癌物质的检测方面尤为突出。