霍乱弧菌是河口、海水中的菌群，被认为是沿海河口微生物生态系统的重要组成部分。虽说O1群和O139群霍乱弧菌是引起人类霍乱流行的主要致病菌，但非O1／非O139群菌株比O1群和O139群菌株在环境水体中更容易分离到。在霍乱非流行区及远离被霍乱病人污染的地区，环境水体中分离的O1群霍乱弧菌一般是不产CT毒素的。

环境因素对霍乱弧菌的生长繁殖、毒力因子表达等有直接影响，已发现水体温度和pH值是其中的重要影响因素。一定范围内水温的升高，有利于包括霍乱弧菌在内的弧菌属细菌的快速增殖，偏碱性的生长环境（pH　8．0～8．5）能够促进霍乱弧菌的生长繁殖。

水体中的大量浮游植物通过直接和间接的方式影响霍乱弧菌。一方面，浮游植物在适宜的温度、日照和营养条件下，通过光合作用改变水体中氧气和二氧化碳的浓度、使水体的pH升高，更适合霍乱的生长繁殖；另一方面，浮游植物可为霍乱弧菌的生长提供营养和保护。

浮游动物与霍乱弧菌的关系十分密切，从多个方面影响霍乱的传播和感染过程。能够合成基丁质（chitin）的水生动物如桡足虫类、片足虫类和甲壳类是霍乱弧菌感染人类的中间宿主。桡足类浮游动物对霍乱弧菌具有明显的富集作用，霍乱弧菌可大量的附着在桡足类动物的胸甲和肠道内，霍乱弧菌通过基丁质酶分解利用基丁质作为食物来源。另外，浮游动物为霍乱弧菌提供适宜的生存环境并提供保护，使其在低温或者酸性条件下仍然能够生存。霍乱弧菌在环境中维持和存活，可能涉及“活的非可培养状态”、“皱褶”及“生物膜”形成等存在形式，这些形式有利于其在恶劣的环境中生存。

另外，从自然环境上讲，气温升高、厄尔尼诺等异常气候变化也可直接影响到自然界中霍乱弧菌的生存、扩散及其种群密度的变化。气温升高使霍乱弧菌能够向高纬度地区传播，流行持续的时间延长；气温升高引起海平面升高使海水入侵，增加内陆水体的盐度，进而扩大霍乱弧菌适宜生存的范围。有研究表明，20世纪90年代波及多个大洲数百万人发病及数万人死亡的霍乱大流行，与厄尔尼诺现象密切相关。