生物被膜上的沉水表面是微生物群落中微生物选择性依附、易化和种间竞争的结果。塑料的老化过程增加了其可供微生物定殖的表面积，有利于微塑料表面生物被膜的形成，同时，微塑料表面生物被膜的屏蔽作用可能会减缓光照对微塑料的降解作用。此外，微塑料可能会被其生物被膜中的微生物分解。
从材料的角度来看，微塑料表面粗糙度、表面形、表面自由能、表面电荷、静电相互作用、表面疏水性通常被认为是附着过程的相关参数。Lobelle等将聚乙烯(Polyethylene,PE)塑料浸泡在海水中，以研究生物被膜的早期形成过程，研究发现微生物能够在塑料上迅速形成生物被膜并发生生物被膜生长，使得浸没的塑料疏水性下降，从而使细菌更容易在其表面定殖。海洋生态环境中，塑料上生物被膜群落的组成随季节、地理位置和塑料基材类型变化而表现出不同的种群特征。
在亨伯河口，Harrison等在三种类型的沿海沉积物中对低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene, LDPE)进行为期14 d的微塑料表面附着微生物研究，发现与环境中浮游态细菌相比，微塑料表面生物被膜中的细菌具有特异性，这种细菌的特异性附着可能在海洋沉积物和水体之间有所不同。而且，同游离态细菌和有机物附着的细菌群落相比，微塑料表面的细菌群落具有较多的细胞富集因子，更高的细菌多样性，且有很多是能在生物被膜形成和发育中起重要作用的蓝藻。
微塑料表面能够迅速被微生物附着并产生生物被膜，同时新形成的生物被膜又能够能促进更多微生物的附着。Oberbeckmann等对聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、 PE两种成分的微塑料和木质颗粒按照从海水(波罗的海沿岸)到淡水(污水处理厂)的环境梯度培养，发现环境中的微生物是生物被膜群落中细菌生长发育的基础。然而，微塑料虽然能特异性富集微生物，但同天然材质富集的微生物种类并未表现出较大差异。此外，Kesy等对PS、PE和天然材料附着的生物被膜进行了研究，其研究表明环境因素对生物被膜的形成具有明显影响，生物被膜附着的材质是否为塑料，以及不同类型的塑料对生物被膜形成并未构成显著影响。微塑料表面生物被膜中的微生物并未表现出同环境中有机质表面的微生物有明显差异，微塑料虽然可以选择性富集生物，但富集的微生物同有机物附着的微生物未表现出明显不同。因此，微塑料表面菌群与微塑料所处的环境高度相关。
此外，微塑料在环境中暴露的时间，对微塑料表面生物被膜中的细菌种群也有较大影响。Xu等采用高通量测序技术，利用聚丙烯(Polypropylene, PP)和聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)微塑料在中国沿海海水进行为期一年的附着微生物群落演化研究，发现不同地理位置和暴露时间的塑料圈微生物群落组成显著不同，微塑料中的优势菌群隶属于变形菌纲(Alphaproteobacteria)，以红杆菌科(Rhodobacteraceae)居多，其次是伽马变形菌纲(Gammaproteobacteria)，且微塑料表面的生物群落具有多样性特征。Li等在舟山的摘箬山岛用PE和聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate, PET)研究海洋微塑料中细菌群落的多样性和结构，通过为期3个月的暴露实验，发现微塑料表面形成的生物被膜中细菌组成显著取决于海洋栖息地和暴露时间，而不是微塑料类型，且潮间带的微塑料上细菌丰富度和多样性最高。
Sun等对中国桑沟湾海水养殖区的微塑料进行了研究，结果发现微塑料表面的菌群主要来源于周围海水和沉积物，分别对微塑料表面菌群的平均贡献率为47.91%和37.33%，且微塑料表面的菌群与周围海水的细菌相似性随着微塑料在海洋中放置时间的延长而降低。微塑料表面附着生物不仅受到地理位置和暴露时间的影响，不同成分微塑料附着的微生物在生物被膜形成方面也表现出差异性。同其他塑料材质相比，PVC材质的微塑料颗粒在生物被膜形成方面表现出明显的优势，当与其他材料一起形成生物被膜时，PVC表面能够形成更多的生物被膜。