Glavne vrste bakterija tradicionalno su klasificirane prema fizičkim svojstvima ili reakcijama na različite vrste bojenja. Pojava molekularne genetike omogućila je pažljiviju podjelu različitih skupina bakterija. Mnogi znanstvenici vjeruju da bi staru klasifikaciju bakterija trebalo podijeliti na dva ili više kraljevstava.
Najviša klasifikacija živih bića su kraljevstva. Bakterije su nekoć bile klasificirane u jednom kraljevstvu poznatom kao Protista, ali mnogi znanstvenici tvrde da bi staro kraljevstvo trebalo podijeliti na dva kraljevstva na temelju molekularno-genetskih dokaza. Nova kraljevstva bile bi istinske bakterije, eubakterije i drevne bakterije, arhebakterije, koje danas opstaju u ekstremnim uvjetima. Neki predlažu novu filogenetsku podjelu poznatu kao domene ili nadkraljevstva, jer Arhebakterije jesu tako različiti, mogli bi se podijeliti u tri svoja kraljevstva: Crenarchaeota, termofilni bakterije; Euryarchaeota, halofilne i metanogene bakterije; i Korarchaeota, pronađeni u vrućim izvorima.
Za bakterije koje nisu arhebakterije, postoji pet različitih vrsta, sljedeća grana filogenetskog stabla. Proteobakterije su simbiotske s biljkama i pomažu im da fiksiraju dušik iz atmosfere. Cijanobakterije su poznate kao plavozelene bakterije. Eubakterije su tradicionalno klasificirane po Gramu pozitivne bakterije i imaju stanične stijenke koje imaju različite slojeve od ostalih bakterija. Spirohete rastu u spiralnim kolonijama. Klamidije su unutarstanični paraziti.
Bakterije se mogu opisati kao patogene (uzrokuju bolesti) ili nepatogene. Oni se također mogu opisati kao gram-pozitivni ili gram-negativni. To se odnosi na to upijaju li boju bojom po Gramu ili ne. Gram-pozitivnim bakterijama nedostaje vanjska stanična membrana, a peptidoglikani omogućuju njihovo bojanje kristalnom ljubičastom. Gram-negativne bakterije imaju vanjsku staničnu membranu, ali nemaju peptidoglikane, što sprječava njihovo bojenje.