El análisis de la problemática de los sistemas, la capacidad de identificar y priorizar los problemas relevantes y generar alternativas de solución, demandan una visión y un análisis holístico. El pensamiento sistémico es una forma de analizar sistemas complejos, realizando un análisis integral de todos los componentes del sistema y sus interacciones. El análisis y la evaluación de estas interacciones permiten identificar diferentes procesos que se llevan a cabo, los cuales determinan el uso de los recursos con que cuenta el sistema; es decir, se puede determinar la eficiencia actual del sistema y, de ser necesario, hacer cambios en los procesos para mejorar el uso de las entradas y mejorar la eficiencia.

La microbiología ambiental permite el estudio de la diversidad microbiana y su función en el medio ambiente, debido a que en los diferentes ecosistemas se presenta una constante interacción e intercambio de nutrientes y energía debida en su mayoría a la acción directa de los microorganismos, quienes facilitan la descomposición, asimilación de nutrientes y transporte de energía necesaria para que sucedan procesos sencillos y/o complejos en los sistemas naturales o antrópicos.

Su estudio para el Ingeniero Ambiental le permite conocer diferentes aspectos de su aplicación en los ecosistemas suelo, agua y aire; y entender la importancia de su intervención, ya sea perjudicial o benéfica. Particularmente, se resalta su uso en procesos de biorremediación de suelos, degradación de xenobióticos y recalcitrantes, tratamiento de aguas residuales a través de métodos biológicos y análisis microbiológico de calidad de aguas asociados con contaminación por coliformes fecales.