მიკრობიოლოგიის განყოფილება დაარსებულია 1964 წ.
1964-1979 წწ. მისი პირველი გამგე იყო მარიამ მაჭავარიანი. განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის მთავარი მიმართულებებია:
- ბიოლოგიური აზოტფიქსაციის ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური საფუძვლების შესწავლა;
- საქართველოს ნიადაგებიდან ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების პროდუცენტი აქტინომიცეტების გამოვლენა და ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური შესწავლა;
- ნავთობითა და ნავთობპროდუქტებით დაბინძურებული ნიადაგების ბიორემედიაციის მეთოდების დამუშავება.
შესრულებულია აგრეთვე გამოკვლევები პროკარიოტების ქემოტაქსონომიის, ბეტონისა და პოლიმერების მიკრობული დეგრადაციის შესახებ.
განყოფილების თანამშრომლებს გამოქვეყნებული აქვთ 400-მდე სამეცნიერო სტატია საქართველოსა და საზღვარგარეთის ქვეყნების გამოცემებში და 4 წიგნი; მიღებული აქვთ გამოგონებების 10 საავტორო მოწმობა.
ბოლო პერიოდში, მიკრობიოლოგიის განყოფილების თანამშრომლები შეისწავლიან აღმოსავლეთ საქართველოს ნიადაგების მიკროფლორის თვისობრივ და რაოდენობრივ შემადგენლობას და ნიადაგების მიკრობიოლოგიურ აქტივობასა.
მიღებული მონაცემები შეტანილი იქნება საქართველოს ნიადაგების მიკროფლორის ატლასში და საფუძვლად დაედება დეგრადირებული მიწების რეაბილიტაციის რეკომენდაციებს.
განყოფილებაში სხვადასხვა დროს საკანდიდატო და სადოქტორო ნაშრომები შეასრულა 10-ზე მეტმა მკვლევარმა.