В изменении численности насекомых в природе важную роль играют различные микроорганизмы, и среди них бактерии, грибы, вирусы и простейшие. Некоторые из них, например бактерии и вирусы, находятся в кишечнике, жировом теле и других органах насекомого в так называемой латентной, т. е. скрытой, «дремлющей», форме, и их размножение и возможность проникновения в кровь контролируются бактерицидностью пищеварительного сока и другими защитными механизмами организма. При наступлении неблагоприятных условий защитные силы организма ослабевают, проявляется заболевание, которое при высокой плотности популяции какого-либо насекомого может перейти в эпизоотию, т. е. широко распространиться в пределах популяции.
 

Из бактерий известно около 250 видов, в той или иной степени связанных с насекомыми. Наибольший практический интерес представляет группа кристаллоносных споровых бактерий, относящихся к виду Bacillus thuringiensis Berl. Характерной особенностью этих бактерий является образование, помимо эндоспор, параспоровых белковых кристаллов, получивших название эндотоксина, а также бета-экзотоксина, или термостабильного экзотоксина, и других веществ. После поглощения бактерий гусеницей бабочки кристалл эндотоксина растворяется в средней кишке, что вызывает паралич кишечника. Токсичные кристаллы либо вызывают гибель насекомого в течение первых 1—3 суток, либо ослабляют его до такой степени, что бактериальные клетки из проглоченных спор проникают в кровь и вызывают септицемию, т. е. общее отравление организма, нередко приводящее к смерти в течение 5—10 дней. И в этом случае из-за паралича кишечника насекомое прекращает питание или питается очень слабо.
 

Несколько вариантов этого вида бактерий, выделенных из погибших насекомых во время эпизоотий в природе, послужило основой для изготовления бактериальных препаратов. Так, для получения препаратов, содержащих споры бактерий и кристаллы эндотоксина и эффективных против гусениц I—II возрастов молей, листоверток, белянок, пядениц, шелкопрядов, послужили штаммы бактерий, выделенные из гусениц пчелиной огневки для энтобактерина и гусениц сибирского шелкопряда для дендробациллина. Путем добавления термостабильного экзотоксина был создан препарат битоксибациллин, обладающий более широким спектром действия, в частности, на гусениц совок, личинок колорадского жука, некоторых мух.
 

Из грибных организмов, вызывающих болезни насекомых, известно более 400 видов. Наибольшее практическое значение имеют представители энтомопатогенных грибов из семейства энтомофторовые, а также мускардинные грибы, ашерсония, вертициллиум, пециломицес и др. Многие виды грибов проникают в тело насекомых через кожные покровы с помощью выделяемых ими ферментов, в частности хитиназы, или образования на поверхности кутикулы булавовидных утолщений — апрессориев. Через них ростки мицелия проникают в полость тела. Поэтому грибы могут заражать сосущих вредителей, а также насекомых, находящихся в фазе куколки и имаго, которые обычно не поражаются другими видами микроорганизмов.
 

На основе гриба из рода боверия (Beauveria bassiana Bals.), поражающего, кроме полезного тутового шелкопряда, многих вредителей (клоп вредная черепашка, колорадский жук, гусеницы лугового и стеблевого мотыльков и др.), создан препарат боверин.
 

Вирусные болезни также широко распространены среди насекомых. Наибольшее практическое значение имеют вирусы из группы палочковидные, или бакуловирусы (Baculovirus), получившие свое название за палочковидную форму вирусных частиц, выходящих из растворившихся включений. Они делятся на полиэдрозы и гранулезы.
 

Вирусы полиэдроза в покоящемся состоянии заключены в особые белковые образования, представляющие собой многогранные включения внутри клеток погибшего организма — полиэдры. Тело больных гусениц покрывается желтыми пятнами, они медленно передвигаются, часто свисают с веток и стеблей растений вниз головой.
 

Для гранулеза характерна овальная форма белковых капсул, в которые заключены по одной, редко по две палочкообразные вирусные частицы. Размер гранул значительно меньше, чем полиэдров, и их труднее заметить в оптический микроскоп.
 

Полиэдрозы встречаются чаще, чем гранулезы, и преимущественно у чешуекрылых; на их долю приходится 99 из 109 видов насекомых-хозяев этой группы вирусов, известных в СНГ, 7 — для перепончатокрылых и 3 — двукрылых.

Прошли государственные испытания и разрешены для применения 6 вирусных препаратов — вирины КШ, ХС, ЭКС, ЭНШ на основе ядерного полиэдроза соответствующих насекомых (кольчатого шелкопряда, хлопковой совки, капустной совки, непарного шелкопряда) и вирины ГЯП и ОС на основе вируса гранулеза яблонной плодожорки и озимой совки.
 

Протозойные болезни вызывают одноклеточные животные, относящиеся к типу простейших (Protozoa). Наиболее изучены некоторые представители отряда микроспоридии из класса споровики, вызывающие нозематоз пчел (Nosema apis Zand.), пебрину тутового шелкопряда (N. bombycis Naeg.). Болезни, вызываемые микроспоридиями, известны и для вредных насекомых, и предпринимаются попытки искусственного заражения ими вредителей.