میکروارگانیسم‌ها، تکامل ژئوشیمیایی کره زمین را در سرتاسر تاریخچه آن شکل داده، و نقشی کلیدی در دنیای جدید ایفا می‌کنند. در گذشته‌های دور، آنها اتمسفر زمین را اکسیژنه کرده و تا حد اطلاع بستر آغازین حیات را ایجاد نمودند. امروزه، میکروارگانیسم‌ها، چرخه‌های بیوژئوشیمیایی جهانی را تسهیل کرده، بر گونه‌سازی و سرنوشت آلاینده‌ها تأثیر داشته، و بر تغییرات اقلیمی از طریق تولید و مصرف گازهای گلخانه‌ای، کنترل دارند. رشته ژئومیکروبیولوژی و ژئوشیمی میکروبی (GMG)، که اندرکنش بین میکروارگانیسم‌ها و سیستم زمین را مطالعه می‌کند، از قرن نوزدهم شکل گرفته است. با این حال، فقط در سال‌های اخیر، دامنه فرایندهای ژئومیکروبیولوژیکی و میزانی که در شکل‌گیری فرایندهای ژئولوژیکی، ژئوشیمیایی، و محیط‌زیستی دخیل هستند، آشکار شده است. بسیاری از روش‌ها و مفاهیم اساسی GMG به مهندسی محیط‌زیست (مثلا، تصفیه آب و فاضلاب) و پزشکی (مثلا، میکروبیوم انسانی)، شامل رویکردهای اومیکی که تمرکز این کتاب را تشکیل می‌دهند، نیز مرتبط هستند.