根瘤菌类肥料是迄今研究醉早、生产醉多、应用时间醉广泛和效果醉稳定的微生物肥料之一。它利用根瘤菌与豆科植物共生，植物根毛弯曲而形成根瘤来进行固氮作用。当前，与根瘤菌具有许多平行点的新型共生关系的非豆科共生固氮菌引起了国内外学者的浓厚兴趣植物根际的链霉菌具有固氮作用，可与植物形成共生关系，促进植物的生长。近年来，我国也开展了弗兰克氏菌共生固氮放线菌的研究，该菌能够诱导大范围的放线菌根瘤植物产生根瘤，并促进植物对Fe等元素的吸收。
有些菌制剂除了促进植物生长外，还能分泌出能杀真菌和细菌的抗菌代谢产物(抗生素、水解酶类等)，抑制致病的真菌和细菌的生长，因此使用此类菌制剂能增强作物的抗病能力，防止各种蔬菜病害，降低发病率。抗生素能抑制微生物细胞代谢的某些环节或代谢中的某些酶系统，微生物重要代谢环节被抑制，生长发育出现障碍，甚至死亡。某些抗生素能抑制微生物共同的代谢途径，如蛋白质和核酸的合成，则可抑制许多不同种类微生物的生长。
许多试验证明，当使用某种微生物肥料以后，可使土壤中该种有益微生物占优势，由于他们的活动不仅增加了土壤中的有效养分含量，而且还促进了各种维生素的合成，如维生素B1、B2、B6、B12等，以利于作物生长。发现，T.harzianum菌株T22具有溶解可溶性或微溶性矿物质的能力，通过螯合或降解作用来溶解金属氧化物，促进植物对矿物质的吸收，提高植物的生长量。研究表明微生物还可产生植物激素类物质，能刺激和调节作物生长，使植物生长健壮，营养状况得到改善。
微生物肥料的应用是将筛选纯化或工程化的微生物大量培养施入土壤或植物体上，使其在土壤中或植物体内定居和繁殖、改善土壤或植物体生态环境的一项生物技术。微生物肥料根据其特定微生物的种类具有不同的品质，其主要作用有土壤中的有机物质和某些难溶性的养分不能直接被植物吸收，许多微生物肥料可将它们转化为有效养分，供作物吸收利用。例如土壤有机磷矿化作用，微生物对有机物的矿化作用主要是微生物在代谢过程中产生各种酶类，如核酸酶、植酸酶等使有机磷酸盐矿化。发现硅酸盐细菌能分解石英中的二氧化硅。钾、硅从硅酸盐矿物中析出是由于硅酸盐细菌释放的胞外多糖及低分子量酸性代谢物的综合作用。