生防菌在自然环境中广泛存在，它们通过分泌抗生素或杀虫类物质、捕食或寄生、与病原物产生颉颃作用、与病原物竞争生态位和营养物质、促进植物生长和微生态调控等机制降低有害生物的数量和影响，在植物病虫害防治中发挥着重要作用。

根据其作用对象和作用方式的不同，可分为三大类。

最典型的如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis; Bt），因其能产生 杀虫晶体蛋白和外毒素使害虫中毒或停止取食植物饥饿而死，被广泛应用于双翅目、鞘翅目、同翅目、膜翅目，特别是鳞翅目等多种昆虫以及线虫、蜱螨等害虫的防治。截至2018年底，苏云金芽孢杆菌制剂是生防菌剂中应用最成功的一个典范，也是世界上应用最多的微生物杀虫剂。除芽孢杆菌外，绿僵菌和白僵菌也是一类有效的杀虫真菌，它们通过侵染昆虫在其体内繁殖并分泌毒素使昆虫死亡，是最早用于防治害虫的生防菌之一，被成功应用于防治蝗虫、地下害虫和天牛等。此外，杆状病毒因对一些昆虫专性寄生，也被开发成为病毒杀虫剂用于棉铃虫等的防治。

食线虫真菌如节丛孢属（Arthrobotrys spp.）的菌丝可特化形成捕食器官对线虫进行捕食，线虫寄生真菌和细菌如被毛孢（Hirsutella spp.）和巴氏杆菌（Pasteurella spp.）则通过感染线虫并寄生在其体内获取营养使寄主死亡，也被广泛应用于植物寄生线虫的生物防治。

如木霉菌（Trichoderma spp.）是一种广谱性拮抗菌，其通过竞争、对病原菌重寄生、拮抗和诱导植物抗性等机制作用，对土传病原菌如立枯丝核菌、镰刀菌、核盘菌、疫霉菌和腐霉菌等都具有良好的防治效果，其中，哈茨木霉（T.harzianum）被成功开发成为多个商品制剂。芽孢杆菌（Bacillus）和假单胞菌（Pseudomonas spp.）也是常用的杀菌和促生型生防菌，其通过与病原菌竞争植物周围的营养，分泌抗菌物质抑制病原菌生长和诱导植物产生防御反应等机制作用，被广泛应用于土传病害如根腐病、枯萎病、菌核病等的防治。此外，一些细菌的噬菌体也被成功开发成病毒类商品化制剂AgriPhage，用于噬菌体专一性感染的有害细菌防治。

基于生防菌开发的生物防治剂在防治病虫害和减少农药使用方面具有巨大潜力，是保障农产品质量和安全，构建绿色、环保农业的重要途径。然而在实际应用中，生防菌的应用效果可能受土壤因子（如温度、湿度、土壤质地、养分状况等）、土壤颉颃作用和土著微生物竞争等多因素的影响而表现不稳定。因此，也常将生防菌的代谢产物开发后利用，如在农业中广泛使用的阿维菌素、井冈霉素、公主岭霉素等均是利用链霉菌发酵产生的天然活性产物（主要为抗生素和抑菌类化合物）。