A baktériumok fő típusait hagyományosan fizikai jellemzők vagy a különböző típusú festésekre adott reakciók alapján osztályozták. A molekuláris genetika megjelenése lehetővé tette a különböző baktériumcsoportok körültekintőbb megosztását. Sok tudós úgy véli, hogy a baktériumok régi osztályozását két vagy több királyságra kell felosztani.
Az élőlények legmagasabb besorolása a királyságok. A baktériumokat valamikor egy Protista néven ismert királyságba sorolták, de sok tudós szerint a régi királyságot molekuláris genetikai bizonyítékok alapján két királyságra kell osztani. Az új királyságok az igazi baktériumok, az Eubacteria és az ősi baktériumok, az Archaebacteria lennének, amelyek ma extrém környezetben maradnak fenn. Egyesek egy új filogenetikai felosztást javasolnak, amelyet doméneknek vagy szuperkingómáknak neveznek, mivel az Archaebacteriumok azok annyira megkülönböztethetők, három saját királyságra oszthatók: Crenarchaeota, a termofil baktériumok; Euryarchaeota, halofil és metanogén baktériumok; és a forró forrásokban talált Korarchaeota.
Az Archaebacteriumoktól eltérő baktériumok esetében öt különálló filum van, a következő ág a filogenetikai fán ágazik fel. A proteobaktériumok szimbiotikusak a növényekkel, és segítik őket a légkör nitrogénjének megkötésében. A cianobaktériumok kék-zöld baktériumként ismertek. Az eubaktériumok hagyományosan besorolt gram-pozitív baktériumok, és sejtfalaik különböző rétegekkel rendelkeznek, mint a többi baktérium. A spirochéták spirálos telepeken nőnek. A Chlamydiae intracelluláris parazita.
A baktériumokat patogénnek (betegséget okozónak) vagy nem kórokozónak nevezhetjük. Gram-pozitívnak vagy Gram-negatívnak is nevezhetők. Ez arra vonatkozik, hogy Gram-festéssel elnyelik-e a festéket vagy sem. A gram-pozitív baktériumokból hiányzik a külső sejtmembrán, és a peptidoglikánok lehetővé teszik kristály ibolyával való festést. A gram-negatív baktériumok külső sejtmembránnal rendelkeznek, de hiányoznak a peptidoglikánok, megakadályozva azok festését.