微生物遺傳學在20世紀40～50年代的發展，促進了遺傳學中一些基本理論的闡明；50～60年代推動了分子遺傳學的發展。
20世紀30年代中期已經開始對酵母菌、脈孢菌和草履蟲的遺傳學研究，不過那時研究的對象限于能進行有性生殖的微生物，研究的課題大多限于基因的分離、連鎖和重組等。
開始認識和利用微生物的優越性，并進行遺傳學研究的是美國遺傳學家比德爾和生物化學家塔特姆。他們原來企圖通過果蠅復眼色素遺傳的研究來闡明基因的功能，雖然取得了一些進展，但并不理想，于是便改用脈孢菌作為研究材料，另行研究基因在氨基酸等的生物合成中所起的作用。
四十年代初比德爾和塔特姆用射線處理脈孢菌得到了多種營養缺陷型，這些突變型只有在培養基中添加了它們所不能合成的物質才能生長。研究營養缺陷型為生物合成代謝途徑的研究提供了有效的手段。
早在二十世紀30年代就有人提出細菌是否有基因重組的問題，并且試圖進行驗證，但因所用的檢測遺傳重組的形態和糖發酵性狀不很穩定，并且沒有采用排除親本而選擇重組體的方法，所以沒有取得可信的結果。1946年美國微生物遺傳學家萊德伯格和塔特姆在大腸桿菌中以營養缺陷型為選擇標記，發現了細菌的基因重組現象。這一發現既說明了生物界遺傳規律的普遍性；又開辟了應用大腸桿菌等為材料的遺傳學研究的廣闊領域。
目前大腸桿菌已是遺傳學方面研究得最為詳盡的生物，通過大腸桿菌和它的噬菌體的遺傳學研究又開創了分子遺傳學。大腸桿菌基因重組的發現還導致了大腸桿菌的轉導、真菌的準性生殖和放線菌的基因重組等現象的發現，并為微生物遺傳學理論應用于生產實踐開辟了前景。
肺炎雙球菌的轉化現象在1928年就已發現，可是轉化因子的化學本質直到1944年才為美國化學家埃弗里鑒定為DNA。此后DNA的重要意義才逐漸被認識，分子遺傳學的發展才有可能。
細菌的抗藥性來自基因突變還是對環境的適應性變異，是一個長期爭論不休的問題。 1943年原來當醫生的盧里亞和由物理學轉向噬菌體遺傳學研究的遺傳學家德爾布呂克，用波動實驗證明了抗藥性的出現可以在細菌接觸藥物以前發生，表明抗藥性是基因突變的結果。
關于細菌的變異在19世紀就已經有許多報道，可是通過嚴密的實驗設計和結果分析而得出關于變異的實質方面的明確結論是從這一實驗開始的。這一工作在方法論方面給微生物遺傳學帶來深遠的影響，它的結論加深了人們對于生物變異規律的普遍性的認識。
除了一般的微生物學研究方法以外，在微生物遺傳研究中最突出的方法是突變型的篩選和選擇性培養方法的應用。突變型一方面可作為染色體的標記，另一方面可用來剖析各種生命活動的遺傳控制。在高等動植物中，雖然也有一些篩選特定類型的突變型的例子，但是多數突變型是由于偶然出現而長期積累起來的。微生物遺傳學的迅速發展和便于取得所需要的突變型有著密切的關系。
某些微生物的一些生物學特性對于遺傳學中的特殊問題的研究具有重要意義。例如子囊菌中一次減數分裂所產生的四分體分布在一個子囊里面，這一特性有助于對基因轉變現象的研究。
微生物遺傳學除推進了人們對遺傳規律的認識以外，也推進了對微生物的代謝、生長發育、免疫機制以及致病性等方面的認識。例如通過營養缺陷型和糖發酵缺陷型的研究，闡明了某些微生物的氨基酸、核苷酸等物質的合成途徑以及一些糖的代謝機制等；用不能形成成熟芽孢的突變型進行細菌芽孢形成機制的研究；用遺傳學方法揭示了沙門氏菌中鞭毛抗原相轉變的分子機制；對于一些致病菌的致病因素進行分析等。
微生物遺傳學的研究一方面要依靠生物化學的知識和方法，另一方面也對生物化學有許多貢獻。氨基酸、核苷酸及蛋白質和核酸等大分子的生物合成的研究多采用微生物為材料，而且常用微生物遺傳學方法。
分子遺傳學是在微生物遺傳學的基礎上發展起來的一個遺傳學分支。遺傳密碼、轉錄、翻譯、信使核糖核酸、轉移核糖核酸等都是在微生物中被發現或證實的。
由于不能用人作為實驗材料，人類遺傳學的研究進展很緩慢。20世紀60年代以來，人類遺傳學的飛速發展主要是由于對人的離體培養細胞應用微生物遺傳學研究方法的結果。它的主要環節是：離體培養細胞的集落生長；合成培養基的應用；突變型細胞株的建立；細胞融合。它們也同樣適用于高等動植物的遺傳學研究，并成為體細胞遺傳學的重要研究方法。
微生物遺傳學還推動了生產的發展。20世紀40年代微生物育種工作僅限于誘變處理。隨著微生物遺傳學的開展，雜交、轉導和轉化等技術也應用到育種工作中去。細菌的氨基酸合成代謝中的基因調控機制被闡明以后，通過消除阻遏作用而提高最終產物的原理被應用于氨基酸和核苷酸的發酵生產中，并取得了顯著的增產效果。
重組DNA技術在工業、農業和醫學上的應用前景更難以估量，而重組DNA技術也是微生物遺傳學研究的產物。微生物遺傳學研究對于醫療衛生事業也作出了重要的貢獻，在致癌物質的檢測方面尤為突出。