Bakterie, stejně jako všechny živé buňky, vyžadují energii a živiny k vytváření proteinů a strukturních membrán a k řízení biochemických procesů. Bakterie vyžadují zdroje uhlíku, dusíku, fosforu, železa a velké množství dalších molekul. Uhlík, dusík a voda se používají v největším množství. Nutriční požadavky na bakterie lze rozdělit do skupin podle zdroje uhlíku a zdroje energie. Některé druhy bakterií musí k získání energie spotřebovat předem vytvořené organické molekuly, zatímco jiné bakterie mohou generovat vlastní energii z anorganických zdrojů.
Autotrofy a heterotrofy
Některé bakterie získávají energii spotřebou organických molekul. Tyto organismy jsou heterotrofní, jako jsou zvířata a houby, které se živí jinými organismy. Jiné druhy bakterií si vytvářejí vlastní jídlo přeměnou světelné energie, chemické energie nebo anorganických látek na využitelnou energii, kterou tyto jednobuněčné organismy potřebují k životu. Tyto bakterie pro kutily jsou autotrofy, jako jsou rostliny a řasy.
Bakterie, které jedí anorganické sloučeniny
Některé autotrofní bakterie, nazývané chemotrofy, získávají svoji výživu z anorganických sloučenin. Oxid uhličitý je obvykle jediným zdrojem buněčného uhlíku. Tyto autotrofy používají sirovodík, čpavek nebo plynný vodík k redukci uhlíku na potřebné cukry. Nitrifikační bakterie, které oxidují amoniak za vzniku dusitanů a dusičnanů, jsou příkladem bakterií, které používají autotrofní výživu, konkrétněji chemoautotrofní výživu.
Bakterie, které konzumují organické sloučeniny
Heterotrofní bakterie vyžadují organické zdroje uhlíku, jako jsou cukry, tuky a aminokyseliny. Příkladem jsou saprofytické bakterie. Svou výživu získávají z mrtvé organické hmoty. Pomocí enzymů tyto bakterie rozloží složité sloučeniny a použijí živiny k uvolnění energie. Saprofytické bakterie jsou rozkladače a hrají důležitou roli v ekosystému uvolňováním jednodušších produktů, které mohou rostliny a zvířata používat.
Bakterie, které používají světlo jako jídlo
Fototrofní bakterie jsou autotrofy, které absorbují světelnou energii a poté ji využívají při fotosyntéze k vytvoření buněčné energie. Existují dva typy fototrofů. Ty, které neprodukují kyslík jako vedlejší produkt, se nazývají anaerobní fototrofy, zatímco ty, které produkují kyslík, se nazývají aerobní fototrofy. Sinice jsou příkladem bakterií, které provádějí fotoautotrofní výživu. Autotrofy i heterotrofy mohou být fototrofy. Heterotrofní fototrofy kromě produkce organických molekul pomocí fotosyntézy spotřebovávají také organický uhlík.
Bakterie, které jedí chemikálie
Tyto bakterie získávají chemickou energii ze svého okolí a přeměňují ji na adenosintrifosfát (ATP) pro buněčné použití. Tyto bakterie jsou také považovány za chemotrofy a získávají energii z oxidačně-redukčních reakcí anorganických sloučenin, jako je amoniak, sirovodík a železo. Například bakterie síry jsou chemoautotrofy, které produkují energii oxidací sirovodíku na síru a vodu. Tento proces je formou chemosyntézy.