Les principaux types de bactéries étaient traditionnellement classés selon leurs caractéristiques physiques ou leurs réactions à différents types de coloration. L'avènement de la génétique moléculaire a permis une division plus fine des différents groupes de bactéries. De nombreux scientifiques pensent que l'ancienne classification des bactéries devrait être divisée en deux ou plusieurs royaumes.
La classification la plus élevée des êtres vivants est celle des royaumes. Les bactéries étaient autrefois classées dans un royaume connu sous le nom de Protista, mais de nombreux scientifiques soutiennent que l'ancien royaume devrait être divisé en deux royaumes sur la base de preuves génétiques moléculaires. Les nouveaux royaumes seraient de véritables bactéries, les eubactéries, et d'anciennes bactéries, les archébactéries, qui survivent aujourd'hui dans des environnements extrêmes. Certains suggèrent une nouvelle division phylogénétique connue sous le nom de domaines ou superroyaumes, car les archaebactéries sont si distincts, ils pourraient être divisés en trois royaumes: Crenarchaeota, le thermophile bactéries; Euryarchaeota, bactéries halophiles et méthanogènes; et Korarchaeota, trouvé dans les sources chaudes.
Pour les bactéries autres que les archébactéries, il existe cinq phylums distincts, la branche suivante de l'arbre phylogénétique. Les protéobactéries sont en symbiose avec les plantes et les aident à fixer l'azote de l'atmosphère. Les cyanobactéries sont connues sous le nom de bactéries bleu-vert. Les eubactéries sont des bactéries Gram-positives traditionnellement classées et ont des parois cellulaires qui ont des couches différentes de celles des autres bactéries. Les Spirochetes poussent en colonies spiralées. Les Chlamydiae sont des parasites intracellulaires.
Les bactéries peuvent être décrites comme pathogènes (causant des maladies) ou non pathogènes. Ils peuvent également être décrits comme Gram-positif ou Gram-négatif. Il s'agit de savoir s'ils absorbent ou non un colorant par coloration de Gram. Les bactéries Gram-positives n'ont pas de membrane cellulaire externe et les peptidoglycanes leur permettent d'être colorées au cristal violet. Les bactéries à Gram négatif ont une membrane cellulaire externe mais manquent de peptidoglycanes, ce qui les empêche d'être colorées.