生息在地下深处岩石或地层缝隙的微生物中，有自太古时代起就被封存在地下生存至今的微生物。如果调查这些地底微生物，很有可能找到地球上生命的共同祖先，乃至生命起源的线索。另外，从这些栖息在特殊环境下的微生物中，有可能发现具备分解有毒物质或合成有用物质机能的微生物。

1989年，美国几所大学和能源部的一些专家，在南卡罗来纳州进行调查时，发现了一个全新的生态系统。他们在550米的地表下发现了3000多种微生物组织，其中有许多属首次发现。

这些微生物，大多数是从地下水里吸收氧气，而另一些则不需要氧气就能生存。这些微生物吸收养料少，新陈代谢缓慢，它们的生存就像一些地表动物冬眠一样。

地下环境也有它的各种环境参数，比如气压、渗透压、化学成分毒性、温度、湿度、生存需要的电子受体、碳源、氮源及生长因子等，这样的环境与地面上不同，但是这些参数对普通微生物，如作为代表的大肠杆菌、芽孢杆菌、极端厌氧菌如甲烷菌的作用已经被科学家阐明。就象人类想了解月亮、火星上是否有生物一样。不过地下环境条件恶劣，即使有特定的微生物能够生存，它们到了地面上，对它们来说，环境改变过大，往往难以生存的。

何以寻找地下的微生物

地下的温度随着深度的增加而升高。据测算每距地表深1 000米，地温可上升20~30℃。我们知道，现阶段生物生长的最高温度记录是113℃，所以乐观地估计，生物生长的最高温度值是120~150℃。由此估计在距地下5 000米左右的地方仍是微生物可能生息的环境。地面上的生物圈至多高度30~100米;占地球表面70%的大海，平均水深是3 800米。相比之下，地下生物圈是多么的巨大。如果估算这样的地下微生物的生物量，有可能远远超过迄今为止所知道的陆地或海上的生物量总和。地下生物圈是地球最大的生物圈。这是地球上至今尚未开发的巨大生物圈。

地下生物圈不仅大，而且还彻底推翻过去的生物概念。它是一个全新的另一个世界。栖息在与地上不同的特殊条件下的微生物中，有可能发现一些目前我们尚不知的、具有特殊机能的微生物。目前已经发现了能分解原油或部分农药的微生物，以及刚刚发现的能固定二氧化碳的微生物、有关石油合成或铀沉淀的微生物等。寻找具有这样特殊机能的微生物是研究地下生物圈的目的之一。

当然，专家希望最好地下存在着不依靠太阳光的能量，而能够合成有机物养分的生物。因为这样的生物或许是地球环境还处在无氧、高温、高压时代的活化石。为此有人说地下是进化的时间容器，或者说是地底的加拉帕戈斯(达尔文岛)。调查地底的微生物有可能了解与生命刚诞生时是几乎同样的环境。