Антагоністичні взаємини, або антагоністичний симбіоз, полягає в несприятливу дію одного виду мікроорганізму на інший, що призводить до пошкодження і навіть до загибелі останнього. Мікроби-антагоністи широко поширені в навколишньому середовищі.
Добре відома антагоністична активність представників нормальної мікрофлори товстої кишки людини - біфідобактерій, лактобацил, кишкової палички та інших, які є антагоністами гнильної мікрофлори.
Механізм антагоністичних взаємовідносин різноманітний. Поширеною формою антагонізму є утворення антибіотиків - специфічних продуктів обміну мікробів, що пригнічують розвиток мікроорганізмів інших видів, або освіту бактеріоцинів - білків бактерій, що пригнічують життєдіяльність бактерій інших штамів того ж виду. Антагонізм проявляється також за рахунок більшої швидкості розмноження, продукції органічних кислот і інших речовин, що змінюють рН середовища.
Антагонізм може розвиватися у формі конкуренції в основному за джерела харчування: інтенсивно розвиваючись і виснажуючи живильне середовище, мікроорганізм-антагоніст може пригнічувати ріст інших мікроорганізмів. Така форма антагонізму, коли мікроорганізм використовує інший організм як джерело харчування, називається паразитизмом. Прикладом паразитизму є взаємовідношення бактеріофага і бактерій. При хижацтві мікроорганізм, наприклад амеба, що мешкає в товстій кишці, захоплює і перетравлює бактерії кишечника.