Oralna mikrobiologija proučava bakterije, gljivice i viruse koji naseljavaju usta. Ova sićušna ljudska flora često živi tijesno zbijena u želatinozne mase poznate kao biofilmi. Iako se specifični sojevi bakterija tradicionalno smatraju odgovornim za oralnu patologiju, uzrokujući bolesti desni i karijes, oralna mikrobiologija je složena. Djelovanje i djelovanje jednog mikroorganizma može utjecati na djelovanje drugog mikroorganizma, a cijela kolonija formira svoj mali ekosustav unutar usne šupljine. Znanstvenici nastavljaju učiti više o značaju različitih vrsta mikroba koji se nalaze u zdravim i nezdravim ustima.
Proučavanje oralne mikrobiologije je otežano jer mnogi mikroorganizmi koji naseljavaju usta neće rasti u laboratorijskim uvjetima. U novije vrijeme napredak u identificiranju bakterija omogućio je prikupljanje i identificiranje mikroorganizama iz njihove DNK. Ova tehnika je korištena u projektu ljudskog mikrobioma, koji ima za cilj mapirati sve bakterije koje su inače prisutne u tijelu. Utvrđeno je da broj različitih mikroorganizama u ustima iznosi više od 700.
Interakcije između različitih mikroorganizama mogu značiti da neki mikrobi proizvode čimbenike koji inhibiraju ili potiču rast drugih. Bakterija poznata kao S. mutans, za koju je poznato da proizvodi kiselinu koja uzrokuje karijes, može biti manja prijetnja zdravlju ako se nalazi u blizini druge bakterije koja proizvodi alkalnu tvar. One bakterije koje imaju tendenciju da budu rani kolonizatori u ustima imaju posebne sposobnosti koje im omogućuju da se zalijepe za zube i desni, dok se kasniji dolasci oslanjaju na pričvršćivanje za rane naseljenike.
Kako istraživači nastavljaju učiti više o oralnoj mikrobiologiji, čini se da jednostavno uklanjanje plaka, tvari koja sadrži mikroorganizme, možda nije najbolji odgovor na bolesti desni i zuba. Uklanjanjem svih mikroba ostavlja se prostor koji bi potom mogao biti koloniziran štetnijim mikroorganizmima. To bi moglo zamijeniti uravnoteženu mješavinu bakterija koje možda nisu predstavljale prijetnju zdravlju, budući da su potencijalno štetni učinci nekih mikroba neutralizirani ili inhibirani od strane drugih oko njih.
Neki istraživači oralne mikrobiologije sugeriraju da se korisne bakterije mogu koristiti za promjenu ravnoteže mikroba u ustima. Kad bi se žive bakterije mogle unijeti u usnu šupljinu, koje bi inhibirali rast mikroba koji proizvode kiselinu i bezopasno ih zamijenili, to bi moglo pomoći u smanjenju karijesa. Druga metoda uklanjanja štetnih bakterija uključivala bi napad na njih antimikrobnim tvarima. One bi bile vezane za molekule koje se vežu samo za štetne vrste.