Populationen von Mikroorganismen bilden auf Oberflächen bei der Besiedelung einen Biofilm. Aus Wasser und von den Organismen abgesonderten Substanzen bildet sich ein schleimiges Gel, das mehrere Funktionen hat: Die Bakterien bleiben an einem Ort und werden nicht fortgespült. Der Film schützt vor Einflüssen der Umgebung und dient zudem als Kommunikationsmedium für Signale innerhalb der Population.
Wir betrachten Bakterien meist als einzelne Zellen, die unabhängig voneinander im Wasser oder im Boden leben. Unter bestimmten Umständen entwickeln Bakterien jedoch ein „soziales Leben“. Sie können sich an Oberflächen festsetzen und bilden dann z. B. den Zahnbelag, einen Biofilme auf den Zähnen. Biofilme bestehen oft aus verschiedenen Bakterienarten, die gemeinsam eine „Bakterienstadt“ bilden und die ganz andere Eigenschaften als ihre frei lebenden „Kollegen“ zeigen. Gemeinsam produzieren sie eine „extrazelluläre Matrix“ aus Zuckermolekülen (Polysaccharide), in die auch noch Mineralien und andere organische Materialien eingebaut werden können. Daraus entsteht eine Schutzschicht, die es sehr schwer macht, Biofilme (z. B. an chirurgischen Instrumenten) zu beseitigen. Auch für Antibiotika ist der Biofilm kaum durchdringbar und die Zellen sind dadurch weitgehend resistent.
Eine große Rolle bei der Biofilm-Bildung spielt das Quorum sensing. Bakterien „reden“ miteinander über chemische Signale, sie können damit die Dichte ihrer Population messen, induzieren die Produktion der extrazellulären Matrix und können frei schwimmende Bakterien anlocken, sich der Gemeinschaft im Biofilm anzuschließen.