微生物菌剂内含有特定的活体微生物，通过其生命活动促进植物营养元素的供应量吸收，有的还能释放生长并抑制有害微生物的形成。其作用机理有改善土壤的理化特性，提供植物所需的营养元素，改善植物对营养的吸收，使叶绿素含量增加，减少呼吸作用；微生物在正常的生长中释放，刺激作物根系的生长，使作物积累营养成分，终使产量提高；还可以增强植物抗逆性，抑制病虫害发生，降低产量损失。
几种常见的菌种：
1、枯草芽孢杆菌：增加作物抗逆性、固氮。
2、芽孢杆菌：解磷（磷），具有很好的降解土壤中有机磷的功效。
3、地衣芽孢杆菌：抗病、杀灭有害菌。
微生物菌剂主要作用：
1、提高土壤肥力：有些菌剂可以增加土壤中氮磷钾营养元素的含量；还可以提高一些土壤酶类活性，有利于土壤中养分的转化方便植物的吸收利用。另外，在微生物菌剂的帮助下会产生大量的二氧化碳，可提高土壤保水、保肥能力。
2、促进难溶的矿质营养释放：生物微生物菌剂使土壤酶活性提高，使不溶性土壤养分溶解利于植物吸收。
3、帮助农作物吸收养分：如根瘤菌可刺激豆科植物的根部形成根瘤，使土壤中的氮转化为作物能吸收的氮肥。
4、增强植物抗病（虫）能力：生物微生物菌剂中的微生物在土壤中能分泌、杀虫剂及植物生长。及杀虫剂能杀灭植物病害及害虫的虫卵，植物生长促进叶绿素含量升高，提高植物光合作用的能力。
5、增强植物的抗逆能力：有些生物微生物菌剂施用后，在土壤中大量生长繁殖，聚集在作物根部形成优势菌群，在其自身生长过程的同时，改善周围的环境，提高植物体的抗逆性。
6、提高作物品质：
乳酸菌、嗜酸乳杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等可提高果实中必需氨基酸（赖氨酸和蛋氨酸）、维生素B族和不饱和脂肪酸等的含量。果实口感好，耐储藏，卖价高。
7、调节作物生长：生物微生物菌剂中的微生物在土壤中能释放如生长素、吲哚乙酸、赤霉素等，能够调控作物生长，进而有提高产量的效果。