一般認為生物被膜的形成過程分為4 步:條件膜的沉積；細菌的初始到達及吸附；生長繁殖；生物被膜形成。當無菌的醫用植入器材(多為生物材料多聚物)植入體內之后, 其表面立即被唾液、血液、尿液及胃腸道內黏液等各種體液包圍,各種糖蛋白、粘多糖、金屬離子和其它成分會在數分鐘內滲透并吸附到其表面, 形成條件膜。條件膜象網一樣覆蓋基質表面, 使細菌到達時能夠“看見”膜的成分, 并進一步吸附其上。鈉、鎂等陽性金屬離子便常常作為帶負電的細菌和帶負電的物體表面(自然界多數表面都帶負電)連接的橋梁。細菌到達及吸附到生物材料表面的精確機制尚在研究之中, 已有數種理論提出, 其中包括Derjag uinLandau Verwey and Overbeck(DLVO)的膠體穩定理論和熱動力學理論。DVLO 理論描述了細菌到達物體表面過程中的力學變化, 并闡述了介質離子強度的影響。熱動力學理論則分析液相中的細菌到達固相基質表面的過程中自由能的變化。細菌濃度、存在時間、溫度、流體力學、營養濃度及表面材料的理化性質等起著正或負的影響, 細菌表面鞭毛、菌毛等附加結構也影響生物被膜的形成。細菌到達并吸附表面之后, 開始生長繁殖并進一步擴散。擴散形式包括子細胞遷移、母細胞和子細胞同時遷移及滾動繁殖等3 種, 隨著細菌種類的不同而有所不同, 并影響生物被膜的結構形式。有報道表明, 細菌一到達物體表面, 其合成EPS的某些基因的轉錄活動就開始加強, 如綠膿桿菌是algC , algD , algU 的轉錄加強。細菌可能擁有接觸感覺來感知物體表面, 從而啟動特定基因的表達, 來合成EPS 。當細菌在EPS 的包裹下形成微群落, 并為自己創造了一個能抵抗抗菌因子和宿主免疫機制的微環境時, 就表明成熟的生物被膜形成了。此時, 生物被膜能夠緩沖微環境的變化, 并通過群落間隙獲得營養及排除廢物。并且, 它允許多種細菌組成共同體, 形成一個協同的環境, 其中一種細菌的產物可作為另一種細菌的基質成分。
細菌在吸附于物表后如何聚集成細胞群落并協調其行為而形成生物被膜結構, 即細菌之間的信息傳導機制在進一步研究中。有研究表明, 細菌間存在著數量感知系統(quorum sensingsystems), 能夠感知到細菌數量的變化。酰化高絲氨酸內酯(acy lated homoserine lactones,AHLs)是革蘭氏陰性桿菌間傳導信息的物質之一, 它在生物被膜的最終形成中起著決定作用 。在表皮葡萄球菌中, 多糖細胞間吸附素(polysaccharide intercellular adhesin , PIA)和積累相關蛋白(accumulation-associated protein , AAP)則是兩種可能的信息傳導物質[2][3]。