Bakterije troše organsku tvar i druge spojeve te ih recikliraju u tvari koje mogu koristiti drugi organizmi. Bakterije mogu živjeti bilo gdje gdje ima vode. Brojni su, mogu se razmnožavati brže i mogu preživjeti surove uvjete od bilo kojeg drugog organizma na Zemlji. Njihova ogromna biomasa, svestranost i sposobnost recikliranja kemijskih elemenata čine ih važnom komponentom ekosustava. To je osobito istinito u ekstremnim okruženjima, gdje bakterije obavljaju rad koji normalno obavlja niz organizama.
Probava bakterija
Kemoheterotrofne bakterije izvor ugljika i energije potrebne za preživljavanje dobivaju iz organskih tvari. Te se bakterije razgrađuju, hranu probavljaju oslobađajući enzime u okolinu oko sebe. Enzimi razgrađuju organsku tvar na jednostavne spojeve, poput glukoze i aminokiselina, koje bakterije mogu apsorbirati. Budući da se probava odvija izvan bakterijske stanice, poznata je kao izvanstanična probava. Ostale bakterije, nazvane kemoautotrofi, dobivaju energiju iz anorganskih kemikalija, a ugljik iz ugljičnog dioksida ili srodnog spoja. Fotoautotrofi energiju dobivaju iz svjetlosti. Te bakterije ne razgrađuju organske tvari, ali su važne za kruženje hranjivih tvari.
Biciklizam ugljika i hranjivih tvari
Bakterije su ključna komponenta ciklusa ugljika i dušika. Poput biljaka, fotoautotrofi i kemoautotrofi uzimaju ugljični dioksid iz zraka i pretvaraju ga u stanični ugljik. To znači da se ugljik fiksira ili odvaja u bakterijama. Kemoheterotrofi igraju suprotnu ulogu u ciklusu ugljika, oslobađajući ugljični dioksid u okoliš kada razgrađuju organske tvari. Bakterije za fiksiranje dušika, poput cijanobakterija, uključuju dušik iz okoliša u aminokiseline i druge stanične tvari. Neki fiksatori dušika stvaraju simbiotski odnos s biljkama, pružajući im dušik i zauzvrat primajući ugljik. Kemoheterotrofi igraju vitalnu ulogu u ciklusu dušika jer izvanstanična probava organske tvari oslobađa topljivi dušik u okoliš, gdje ga biljke mogu apsorbirati i fiksirati dušik bakterija.
Biofilm
Mikrobi su bolje opremljeni za razgradnju žilavih biljnih tvari od ostalih vrsta razlagača. Bakterije tvore kolonije, poznate kao biofilmi, s drugim bakterijskim vrstama, gljivicama i algama. Život u biofilmu pruža zaštitu i omogućuje dijeljenje hranjivih sastojaka i genetskog materijala. Biofilmovi započinju proces razgradnje u mnogim ekosustavima. U potocima i jezerima mnogi slatkovodni beskralježnjaci ne mogu koristiti lišće dok ih bio "ne uvjetuje" biofilm. Kondicioniranje mikroba omekšava lišće razgrađujući složene kemijske spojeve, poput lignina i celuloze. To beskičmenjacima olakšava probavu lišća. Biofilmi pružaju istu vrstu usluge u kopnenim ekosustavima.
Anaerobni uvjeti
Većina organizama zahtijeva kisik da bi preživjela, ali kisik nije uvijek dostupan u okolišu. Okruženja u kojima nedostaje kisika poznata su kao anaerobna. Okruženja koja mogu biti anaerobna uključuju dno oceana, sloj listova na šumskom dnu i tlu. Anaerobno okruženje može nastati kada se kisik ne može kretati kroz materijal, na primjer u gusto nabijenom tlu ili kada mikrobi troše kisik brže nego što se može zamijeniti. Srećom, razgradnja i kruženje hranjivih tvari mogu se nastaviti u odsutnosti kisika. Mnogi mikrobi su sposobni zamijeniti kisik za druge tvari, poput nitratnih i sulfatnih iona. Neke skupine poput metanogena, koji proizvode metan, uopće ne podnose kisik.