प्रमुख प्रकार के जीवाणुओं को पारंपरिक रूप से भौतिक विशेषताओं या विभिन्न प्रकार के धुंधलापन की प्रतिक्रियाओं द्वारा वर्गीकृत किया गया था। आणविक आनुवंशिकी के आगमन ने बैक्टीरिया के विभिन्न समूहों के अधिक सावधानीपूर्वक विभाजन की अनुमति दी है। कई वैज्ञानिक मानते हैं कि जीवाणुओं के पुराने वर्गीकरण को दो या दो से अधिक राज्यों में विभाजित किया जाना चाहिए।
जीवित चीजों का उच्चतम वर्गीकरण राज्य है। बैक्टीरिया को एक बार प्रोटिस्टा के नाम से जाना जाने वाला एक साम्राज्य में वर्गीकृत किया गया था, लेकिन कई वैज्ञानिकों का तर्क है कि पुराने साम्राज्य को आणविक आनुवंशिक साक्ष्य के आधार पर दो राज्यों में विभाजित किया जाना चाहिए। नए राज्य सच्चे बैक्टीरिया, यूबैक्टेरिया और प्राचीन बैक्टीरिया, आर्कबैक्टीरिया होंगे, जो आज चरम वातावरण में जीवित रहते हैं। कुछ लोग एक नए फ़ाइलोजेनेटिक विभाजन का सुझाव देते हैं जिसे डोमेन या सुपरकिंगडम के रूप में जाना जाता है, क्योंकि आर्कबैक्टीरिया हैं इतना अलग, उन्हें अपने स्वयं के तीन राज्यों में विभाजित किया जा सकता है: क्रेनार्चियोटा, थर्मोफिलिक जीवाणु; यूरीआर्कियोटा, हेलोफिलिक और मिथेनोजेनिक बैक्टीरिया; और कोरार्चियोटा, गर्म झरनों में पाया जाता है।
आर्कबैक्टीरिया के अलावा अन्य जीवाणुओं के लिए, पाँच अलग-अलग फ़ाइलम हैं, अगली शाखा फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ की है। प्रोटोबैक्टीरिया पौधों के साथ सहजीवी होते हैं और वातावरण से नाइट्रोजन को ठीक करने में उनकी मदद करते हैं। सायनोबैक्टीरिया को नीले-हरे बैक्टीरिया के रूप में जाना जाता है। यूबैक्टेरिया पारंपरिक रूप से वर्गीकृत ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया होते हैं और इनमें सेल की दीवारें होती हैं जिनमें अन्य बैक्टीरिया की तुलना में अलग-अलग परतें होती हैं। स्पाइरोकेट्स सर्पिल कॉलोनियों में उगते हैं। क्लैमाइडिया इंट्रासेल्युलर परजीवी हैं।
बैक्टीरिया को रोगजनक (बीमारी पैदा करने वाला) या गैर-रोगजनक के रूप में वर्णित किया जा सकता है। उन्हें ग्राम-पॉजिटिव या ग्राम-नेगेटिव के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है। यह संदर्भित करता है कि वे ग्राम धुंधला द्वारा डाई को अवशोषित करते हैं या नहीं। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में बाहरी कोशिका झिल्ली की कमी होती है, और पेप्टिडोग्लाइकेन्स उन्हें क्रिस्टल वायलेट के साथ दागने की अनुमति देते हैं। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में एक बाहरी कोशिका झिल्ली होती है, लेकिन पेप्टिडोग्लाइकेन्स की कमी होती है, जो उन्हें दागने से रोकता है।