Tempe merupakan hasil fermentasi dari banyak mikroba; kapang, khamir, BAL, dan bakteri gram negatif. Pertumbuhan BAL yang terjadi selama proses perendaman akan menurunkan pH kedelai menjadi 3,5 – 5,0. Penurunan pH ini diinginkan untuk menghambat pertumbuhan mikroba patogen dan pembusuk selama proses fermentasi.
Bakteri Klebsiella pneumonia ditemukan sebagai kontaminan selama proses fermentasi tempe. Tetapi bakteri ini memproduksi vitamin B12 di dalam tempe. Rhizopus oligosporus merupakan kapang tempe yang utama. Akan tetapi, ada banyak kapang lain yang juga ditemukan selama proses fermentasi tempe, di antaranya R. orizae dan mucor spp., yang berkontribusi pada pembentukan flavor dan tekstur. Selama fermentasi, kapang akan memproduksi komponen antimikroba yang efektif untuk membunuh patogen penyebab penyakit di saluran pencernaan.
