Οι κύριοι τύποι βακτηρίων παραδοσιακά ταξινομήθηκαν με φυσικά χαρακτηριστικά ή αντιδράσεις σε διαφορετικούς τύπους χρώσης. Η έλευση της μοριακής γενετικής επέτρεψε μια πιο προσεκτική διαίρεση των διαφόρων ομάδων βακτηρίων. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η παλιά ταξινόμηση των βακτηρίων πρέπει να χωριστεί σε δύο ή περισσότερα βασίλεια.
Η υψηλότερη ταξινόμηση των ζωντανών πραγμάτων είναι βασίλεια. Τα βακτήρια κάποτε ταξινομήθηκαν σε ένα βασίλειο γνωστό ως Protista, αλλά πολλοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το παλιό βασίλειο πρέπει να χωριστεί σε δύο βασίλεια με βάση μοριακά γενετικά στοιχεία. Τα νέα βασίλεια θα ήταν αληθινά βακτήρια, Eubacteria και αρχαία βακτήρια, Archaebacteria, που σήμερα επιβιώνουν σε ακραία περιβάλλοντα. Μερικοί προτείνουν μια νέα φυλογενετική διαίρεση γνωστή ως τομέων ή υπερκινητικών περιοχών, επειδή τα Archaebacteria είναι τόσο διακριτές, θα μπορούσαν να χωριστούν σε τρία βασίλεια τους: Crenarchaeota, το θερμόφιλο βακτήρια; Euryarchaeota, αλογόφιλα και μεθανογενή βακτήρια. και Κοραρχαιώτα, που βρέθηκαν σε θερμές πηγές.
Για βακτήρια εκτός από τα Αρχαιοβακτήρια, υπάρχουν πέντε διακριτά φύλα, το επόμενο κλαδί του φυλογενετικού δέντρου. Τα Proteobacteria είναι συμβιωτικά με φυτά και τα βοηθούν να διορθώσουν άζωτο από την ατμόσφαιρα. Τα κυανοβακτήρια είναι γνωστά ως γαλαζοπράσινα βακτήρια. Τα ευβακτήρια είναι παραδοσιακά ταξινομημένα κατά Gram θετικά βακτήρια και έχουν κυτταρικά τοιχώματα που έχουν διαφορετικά στρώματα από άλλα βακτήρια. Οι Spirochetes αναπτύσσονται σε σπειροειδείς αποικίες. Τα Chlamydiae είναι ενδοκυτταρικά παράσιτα.
Τα βακτήρια μπορούν να περιγραφούν ως παθογόνα (προκαλούν ασθένειες) ή μη παθογόνα. Μπορούν επίσης να περιγραφούν ως Gram-positive ή Gram-negative. Αυτό αναφέρεται στο εάν απορροφούν ή όχι μια βαφή με χρώση Gram. Τα gram-θετικά βακτήρια στερούνται εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης και οι πεπτιδογλυκάνες τους επιτρέπουν να χρωματίζονται με κρυσταλλικό ιώδες. Τα αρνητικά κατά Gram βακτήρια έχουν εξωτερική κυτταρική μεμβράνη αλλά δεν έχουν πεπτιδογλυκάνες, αποτρέποντάς τους να χρωματιστούν.