Hovedtyper af bakterier blev traditionelt klassificeret efter fysiske træk eller reaktioner på forskellige typer farvning. Fremkomsten af molekylær genetik har tilladt en mere omhyggelig opdeling af de forskellige grupper af bakterier. Mange forskere mener, at den gamle klassificering af bakterier bør opdeles i to eller flere kongeriger.
Den højeste klassifikation af levende ting er kongeriger. Bakterier blev engang klassificeret i et kongerige kendt som Protista, men mange forskere hævder, at det gamle kongerige skulle opdeles i to kongeriger baseret på molekylær genetisk bevis. De nye kongeriger ville være sande bakterier, eubakterier og gamle bakterier, Archaebacteria, der i dag overlever i ekstreme miljøer. Nogle foreslår en ny fylogenetisk opdeling kendt som domæner eller superkingdoms, fordi Archaebacteria er så forskellige kunne de opdeles i tre egne kongeriger: Crenarchaeota, den termofile bakterie; Euryarchaeota, halofile og methanogene bakterier; og Korarchaeota, der findes i varme kilder.
For andre bakterier end Archaebacteria er der fem forskellige fylum, den næste gren op på det fylogenetiske træ. Proteobakterierne er symbiotiske med planter og hjælper dem med at fiksere kvælstof fra atmosfæren. Cyanobakterierne er kendt som blågrønne bakterier. Eubakterier er traditionelt klassificerede grampositive bakterier og har cellevægge, der har forskellige lag end andre bakterier. Spirochetes vokser i spiralformede kolonier. Chlamydiae er intracellulære parasitter.
Bakterier kan beskrives som patogene (sygdomsfremkaldende) eller ikke-patogene. De kan også beskrives som Gram-positive eller Gram-negative. Dette refererer til, om de absorberer et farvestof ved Gram-farvning eller ej. Grampositive bakterier mangler en ydre cellemembran, og peptidoglycaner tillader dem at blive farvet med krystalviolet. Gramnegative bakterier har en ydre cellemembran, men mangler peptidoglycaner, hvilket forhindrer dem i at blive plettet.