Pattedyr, herunder mennesker, er generelt fri for mikroorganismer i livmoderen. Ved fødslen, begynder imidlertid, de normale og karakteristiske mikrobielle populationer at etablere sig. Lige før en kvinde føder, vil mælkesyrebakterierne i vagina begynde at formere sig hurtigt. Den nyfødtes første kontakt med mikroorganismer, er normalt med disse mælkesyrebakterier og de bliver de dominerende organismer i den nyfødtes tarme. Flere mikroorganismer introduceres til den nyfødtes krop fra miljøet, når vejrtrækningen begynder og når amning begynder. Efter fødslen, begynder E. coli og andre bakterier der bliver erhvervet fra fødevarer, at etablere sig i tyktarmen. Disse mikroorganismer forbliver der, hele livet igennem og som reaktion på ændrede miljøforhold, kan forøges eller mindskes i antal og bidrage til sygdom.
Mange andre, normalt harmløse, mikroorganismer etablerer sig inden for andre dele af den normale voksne krop og på dens overflade. En typisk menneskekrop indeholder 1 · 1013 kropsceller, men rummer et estimeret antal på 1 · 1014 bakterieceller (10 gange flere bakterieceller end kropsceller). Dette giver en idé om den overflod af mikroorganismer, der normalt i den menneskelige krop. Tha Human Microbiome Project, begyndte i 2007 at analysere mikrobielle samfund, kaldet mikrobiomer, der lever på og i den menneskelige krop. Målet er, at bestemme forholdet mellem ændringer i den menneskelige mikrobiome og menneskers sundhed og sygdom. Den menneskelige mikrobiome, er mere forskelligartet end tidligere antaget. I øjeblikket er forskerne ved at sammenligne mikrobiomerne fra frivillige raske mennesker og mennesker med specifikke sygdomme. De mikroorganismer der etablerer sig mere eller mindre permanent (koloniserer), men som ikke giver anledning til sygdom under normale forhold, er medlemmer af kroppens normale mikrobiota, eller mindre almindeligt omtalt, som kroppens normale flora (se figur 12.2.1). Andre, der kaldes midlertidige mikrobiota, kan være til stede i flere dage, uger eller måneder, for derefter at forsvinde. Mikroorganismer er ikke fundet alle steder i kroppen, men er lokaliseret i visse områder, som vist i tabel 12.2.1.

Mange faktorer, afgør fordelingen og sammensætningen af den normale mikrobiota. Blandt disse er næringsstoffer, fysiske og kemiske faktorer, værtens forsvar og mekaniske faktorer. Mikroorganismer varierer med hensyn til de typer af næringsstoffer de kan anvende som energikilde. Følgelig kan mikroorganismer kun kolonisere de steder på kroppen, der kan levere de passende næringsstoffer. Disse næringsstoffer kan afledes fra døde celler, fødevarer i mave-tarmkanalen, sekretoriske og ekskretoriske produkter fra celler og stoffer i legemesvæskerne.
En række fysiske og kemiske faktorer påvirker væksten af mikroorganismer og dermed vækst og sammensætning af den normale mikrobiota. Blandt disse er temperatur, pH, oxygen og kuldioxid, saltholdighed og sollys.
Det menneskelige legeme har visse forsvar mod mikroorganismer. Disse forsvar omfatter en række molekyler og aktiverede celler, der dræber mikroorganismer, hæmmer deres vækst, forhindrer sammenklæbning til værtscellers overflade og neutraliserer toksiner produceret af mikroorganismer. Selv om disse forsvar er ekstremt vigtige mod patogener, er deres rolle i fastlæggelsen og reguleringen af den normale mikrobiota uklar.
Visse områder af kroppen er udsat for mekaniske kræfter, der kan påvirke koloniseringen af den normale mikrobiota. For eksempel kan tyggebehandlingerne fra tænderne og tungebevægelser, løsne mikroorganismer der sidder på tænder og slimhindeoverflader. I mave-tarmkanalen, kan strømmen af spyt og fordøjelsessekreter samt de forskellige muskulære bevægelser af hals, spiserør, mave og tarm, fjerne ubudne mikroorganismer. Virkningen af strømmen fra urin, fjerner også fastgjorte mikroorganismer. I åndedrætssystemet, fælder slim mikroorganismer, som cilier derefter fører mod halsen for eliminering.
De betingelser som kroppens forskellige områder stiller til rådighed, varierer fra person til person. Blandt de faktorer, der også påvirker den normale mikrobiota er alder, ernæringstilstand, kost, sundhedstilstand, invaliditet, hospitalsindlæggelse, stress, klima, geografi, personlig hygiejne, erhverv og livsstil.
De væsentligste normale mikrobiota på forskellige områder af kroppen og nogle særlige kendetegn ved hvert område, er anført i tabel 12.2.1.
Dyr uden nogen former for mikrobiota overhovedet, kan opdrættes i laboratoriet. De fleste kimfri pattedyr der anvendes til forskning, opnås ved at avle dem i et sterilt miljø. På den ene side, har forskning med kimfri dyr vist, at mikroorganismer ikke er absolut nødvendige for dyrelivet. På den anden side har denne forskning vist, at kimfri dyr har et uudviklet immunforsvar og er usædvanligt modtagelige for infektioner og alvorlig sygdom. Kimfri dyr kræver også flere kalorier og vitaminer end normale dyr gør.
12.2.1 Forholdet mellem den normale mikrobiota og værten
Når den er etableret, kan den normale mikrobiota gavne værten, ved at forhindre overvækst af skadelige mikroorganismer. Dette fænomen, kaldes mikrobiel antagonisme, elle konkurrencepræget udelukkelse. Mikrobiel antagonisme, indebærer konkurrence mellem mikroorganismerne. En konsekvens af denne konkurrence er, at den normale mikrobiota beskytter værten mod eventuel kolonisering fra potentielt patogene mikroorganismer, ved at konkurrere om næringsstofferne, udskillelse af stoffer der er skadelige for de invaderende mikroorganismer, eller ved at påvirke betingelser, som for eksempel pH eller oxygenindhold. Når denne balance mellem den normale bakterielle mikroflora og patogene mikroorganismer forstyrres, kan det medføre sygdomme. For eksempel, opretholder den normale bakterielle mikroflora i kvinders vagina en lokal pH på omkring 4. Tilstedeværelsen af den normale mikrobiota, hæmmer overvækst fra gæren Candida albicans, der kan vokse hvis balancen mellem den normale mikroflora og patogener forstyrres og pH dermed ændres. Hvis den bakterielle population elimineres ved antibiotika, overdreven vask eller deodoranter, vender pH i skeden tilbage til at være næsten neutral og C. albicans kan trives og blive den dominerende mikroorganisme i skeden. Denne betingelse kan føre til en form for vaginitis (vaginal infektion).
Et andet eksempel på mikrobiel antagonisme, forekommer i tyktarmen. E. coli celler producerer bakteriociner, der er proteiner der hæmmer væksten af andre bakterier fra den samme eller nært beslægtede arter, som for eksempel den patogene Salmonella eller Shigella. En bakterie der fremstiller et særligt bakteriocin, kan ikke dræbes af dette bakteriocin, men kan blive dræbt af andre. Bakteriociner anvendes i medicinsk mikrobiologi til at identificere forskellige stammer af bakterier. En sådan identifikation hjælper med at afgøre, om forskellige udbrud af en smitsom sygdom, er forårsaget af en eller flere stammer af en bakterie.
Et sidste eksempel involverer en anden bakterie, Clostridium difficile der også findes i tyktarmen. Den normale mikrobiota i tyktarmen, hæmmer effektivt C. difficile ved at gøre værtsreceptorer utilgængelige, konkurrere om næringsstoffer eller ved produktion af bakteriociner. Men hvis de normale mikrobioter elimineres (for eksempel af antibiotika), kan C. difficile blive et problem. Denne mikroorganisme er ansvarlig for næsten alle gastrointestinale infektioner der kommer af antibiotikabehandling, fra mild diarré til svær eller endda fatal colitis (betændelse i tyktarmen). I 2013, lykkedes det en canadisk specialist i infektionssygdomme, at behandle en C. difficile infektion med piller, der indeholdt den normale tarmmikrobiota. Den normale mikrobiota blev opnået fra patientens nærmeste pårørende.
Forholdet mellem den normale mikroflora og værten kaldes symbiose, et forhold mellem to organismer, i hvilket, mindst en organisme er afhængig af den anden (se figur 12.2.1.1). I det symbiotiske forhold kaldet Kommensalisme (figur 12.2.1.1a), opnår en af organismerne fordele mens den anden er upåvirket. Mange af de mikroorganismer, der udgør vores normale mikrobiota er kommensale; disse omfatter Streptococcus epidermidis, der lever på overfladen af huden, corynebakterier der lever på overfladen af øjet og visse saprofytiske mycobakterier der lever i øret og på de eksterne genitalier. Disse bakterier lever af sekreter og løsrevne celler og de gør tilsyneladende ikke nogen gavn for eller skade på værten.

Mutualisme (figur 12.2.1.1b) er en type symbiose, der gavne begge organismer. For eksempel indeholder tyktarmen bakterier som for eksempel E. coli, der syntetiserer vitamin K og nogle B vitaminer. Disse vitaminer bliver absorberet i blodbanen og distribueres til brug for kroppens celler. Til gængæld, tilfører tyktarmen næringsstoffer der anvendes af bakterierne, så de kan overleve.
Nylige genetiske undersøgelser, har fundet hundreder af antibiotikaresistensgener i de intestinale bakterier. De kan synes ønskeligt, at have disse bakterier til at overleve, mens en person tager antibiotika for en smitsom sygdom; dog kan disse gavnlige bakterier kunne overføre antibiotikaresistensen til patogener.
I endnu en anden form for symbiose, opnår en organisme fordele, ved at uddrive næringsstoffer på bekostning af den anden organisme; dette forhold kaldes parasitisme (figur 11.2.1.1c). Mange sygdomsfremkaldende bakterier er parasitter.
12.2.2 Opportunistiske mikroorganismer
Selvom kategorisering af symbiotiske relationer ved type er praktisk, skal man huske på, at forholdet kan ændre sig under visse betingelser. For eksempel, kan en mutualistisk organisme som for eksempel E. coli, under de rette omstændigheder, blive skadelig. E. coli er generelt harmløs, så længe den forbliver i tyktarmen; men hvis den får adgang til andre steder i kroppen, som for eksempel urinblæren, lunger, rygmarv eller sår, kan den forårsage henholdsvis urinblæreinfektioner, lungeinfektioner, meningitis eller bylder. Mikroorganismer, som for eksempel E. coli kaldes opportunistiske patogener. De behøver ikke forårsage sygdom når de findes på deres normale levesteder hos en rask person, man kan gøre det i et andet miljø. For eksempel kan mikroorganismer, der får adgang gennem beskadiget hud eller slimhinder, forårsage opportunistiske infektioner. Eller hvis værten allerede er svækket eller kompromitteret af en infektion, kan mikroorganismer der normalt er harmløse, forårsage sygdom. AIDS er ofte ledsaget af en fælles opportunistisk infektion, pneumocytisk lungebetændelse, der er forårsaget af den opportunistiske mikroorganisme Pneumocytis jirovecii Denne sekundære infektion, kan udvikle sig i AIDS patienter, fordi deres immunsystem er undertrykt. Før AIDS epidemien, var denne type af lungebetændelse sjælden. Opportunistiske patogener besidder andre funktioner, der bidrager til deres evne til at forårsage sygdom. For eksempel er de til stede i eller på kroppen, eller i det ydre miljø i relativt stort antal. Nogle opportunistiske patogener kan findes på steder eller på kroppen, der i nogen grad er beskyttet mod kroppens forsvar og nogle er resistente over for antibiotika.
Ud over de sædvanlige symbionter, bærer mange mennesker andre mikroorganismer, der generelt betragtes som patogene, men ikke kan forårsage sygdom hos disse mennesker. Blandt de patogener, der ofte bæres af raske personer er echovira (echo kommer fra enterisk cytopatogene humane orphans), der kan forårsage intestinale sygdomme og adenovira, der kan forårsage luftvejssygdomme. Neisseria meningitidis, der ofte lever venligtsindet i luftvejene, kan forårsage meningitis, en sygdom der giver betændelsestilstande i belægninger på hjernen og rygmarven. Streptococcus pneumoniae, en normal bakterie i næse og svælg, kan forårsage en form for lungebetændelse.
12.2.3 Samarbejde mellem mikroorganismer
Der er ikke kun konkurrence mellem mikroorganismer, der kan forårsage sygdom; samarbejde mellem mikroorganismer kan også være en faktor i at forårsage sygdom. For eksempel har patogener der forårsager peridontal sygdom og gingivitis, vist sig at have receptorer, ikke for tænderne, men for de orale streptokokker der koloniserer tænderne.