细菌主要是单细胞微生物，构成细菌域。它们属于原核生物：其细胞没有由膜包围的细胞核，也没有真核生物典型的膜包被细胞器。尽管细菌与古菌具有相同的这类细胞组织方式，但它们属于不同的演化谱系。细菌栖息于土壤、淡水、海洋及其他生物体内，所处环境的温度、营养供应和氧浓度差异很大。它们参与营养物质循环、初级生产和共生等过程，其中一些种类也会引发疾病。(openstax.org)
细胞结构
许多细菌细胞的大小约为一至数微米，但不同细菌的大小差异很大。常见形态包括球形的球菌、杆形的杆菌，以及弯曲或螺旋形的细菌。细胞可以单独存在，也可以成对、成链或形成有序的簇状群体。仅凭形态通常不足以鉴定细菌的种类。(openstax.org)
细胞膜包围细胞质，并调控细胞与环境之间的物质交换。脱氧核糖核酸集中于称为拟核的区域，而非包裹在细胞核内。细菌的核糖体通常为70S核糖体，负责合成蛋白质。大多数细菌具有含肽聚糖的细胞壁，可提供机械支撑，并有助于防止细胞因渗透压而破裂。支原体属（Mycoplasma）等无细胞壁细菌是例外。(openstax.org)
革兰氏染色可根据细胞包被结构区分许多细菌。革兰氏阳性菌通常具有较厚的肽聚糖层；革兰氏阴性菌的肽聚糖层较薄，并另有一层外膜。有些细菌具有荚膜、称为菌毛或纤毛的附着结构，或用于运动的鞭毛。某些类群会形成抵抗力极强的内生芽孢，这是一种用于生存的休眠结构，而非用于繁殖的孢子。(openstax.org)
繁殖与遗传交换
大多数细菌通过二分裂繁殖。DNA先进行复制，复制产生的副本彼此分离，随后细胞分裂成两个子细胞。其他繁殖方式包括出芽和断裂。在适宜条件下，细菌种群数量可呈指数增长，但生长速率取决于细菌种类、营养物质、温度及其他环境因素。在封闭培养体系中，随着资源和环境条件的变化，细菌生长通常依次经历延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。(openstax.org)
许多细菌具有一条环状染色体，但也有细菌具有线状染色体或多条染色体。除此之外，细菌还可能具有称为质粒的、能够独立复制的DNA分子，其中可能携带影响代谢、毒力或抗生素敏感性的基因。(ncbi.nlm.nih.gov)
细菌也通过水平基因转移交换遗传信息。转化是指摄取环境中的DNA；接合通过细胞之间的直接接触转移DNA；转导则通过噬菌体转移DNA，噬菌体是一类感染细菌的病毒。这些过程本身不会增加细胞数量，但能将可遗传的性状引入种群。它们与突变共同提供变异，供自然选择发挥作用。(openstax.org)
代谢多样性
细菌的代谢涵盖多种获取碳和能量的方式。异养生物从有机化合物中获取碳，而自养生物利用无机碳合成有机物。能量可以来自光，也可以来自涉及有机物或无机物的化学反应。这些区分描述的是营养方式的不同方面：一种生物的碳源并不必然决定其能量来源。(openstax.org)
有些细菌利用氧进行呼吸；另一些细菌利用其他电子受体进行呼吸，或通过发酵获取能量。专性厌氧菌无法在有氧条件下生长，而兼性厌氧菌在有氧或无氧条件下都能生长。蓝细菌进行产氧的光合作用。其他光合细菌使用不同的电子供体，不释放氧气。这种代谢多样性使细菌能够占据多种生态位。(openstax.org)
生态作用
细菌是分解作用的主要参与者，能够分解有机物，使营养物质重新进入循环。它们对碳的转化是碳循环的一部分。某些细菌通过固氮，将大气中的氮转化为能够进入生物系统的形式。其他细菌参与硝化和反硝化过程，将不同的含氮化合物及氮储库联系起来。固氮细菌既可以自由生活，也可以与植物共生，其中一些种类栖息于豆科植物的根瘤中。(openstax.org)
许多细菌生活在生物膜中。这类群落附着于表面，并包埋在自身细胞产生的基质内。生物膜存在于天然水体、土壤、工业系统及生物体中。在宿主体内，细菌与宿主的关系既可能互惠互利，也可能表现为寄生。与人体相关的细菌可帮助消化，并抵御入侵生物；其影响取决于细菌种类、所在部位及宿主的状况。(openstax.org)
疾病与抗微生物药物耐药性
某些细菌会引起感染，但许多细菌无害或有益。抗生素通过杀死敏感细菌或抑制其生长来发挥作用。当细菌具有或获得降低药物效力的机制时，就会出现抗生素耐药性。这些机制包括破坏药物、改变药物作用靶点，以及将药物排出细胞。耐药性可以通过细菌增殖和遗传交换传播；它是细菌的特性，而不是感染者身体的特性。(cdc.gov)
鉴定与实际应用
在微生物学中，人们通过显微观察、染色、培养和生化试验来确定细菌的特征。当不同生物的外观相似时，DNA测序（包括核糖体RNA基因分析）可辅助鉴定和分类。基于序列的方法是对结构和生理特征观察的补充，而非简单地取而代之。(openstax.org)
细菌的活动被用于食品发酵、废水处理及某些污染物的降解。经过工程改造的细菌还可以生产有用的蛋白质：重组DNA技术使利用细菌生产人胰岛素成为可能。这些应用利用的是特定菌株及其代谢能力，而不是所有细菌都具有的特性。(openstax.org)