סוגים עיקריים של חיידקים סווגו באופן מסורתי על ידי מאפיינים פיזיים או תגובות לסוגי מכתים שונים. הופעת הגנטיקה המולקולרית אפשרה חלוקה זהירה יותר של קבוצות החיידקים השונות. מדענים רבים סבורים כי יש לפצל את הסיווג הישן של חיידקים לשתי ממלכות או יותר.
הסיווג הגבוה ביותר של יצורים חיים הוא ממלכות. פעם חיידקים סווגו בממלכה אחת המכונה פרוטיסטה, אך מדענים רבים טוענים כי יש לפצל את הממלכה הישנה לשתי ממלכות על סמך עדויות גנטיות מולקולריות. הממלכות החדשות יהיו חיידקים אמיתיים, אובקטריה וחיידקים קדומים, ארכיבקטריה, ששורדים כיום בסביבות קיצוניות. יש המציעים חלוקה פילוגנטית חדשה המכונה תחומים או ממלכות-על, מכיוון שהארכיבקטריות הן כה מובחנים, ניתן לפצל אותם לשלוש ממלכות משלהם: קרנארכיאוטה, התרמופילית בַּקטֶרִיָה; Euryarchaeota, חיידקים הלופיליים ומתנוגניים; וקורארכיאוטה, שנמצאו במעיינות חמים.
עבור חיידקים שאינם Archaebacteria, ישנם חמישה פילומים מובחנים, הענף הבא במעלה הפילוגנטי. הפרוטאובקטריה סימביוטית עם צמחים ועוזרת להם לקבע חנקן מהאטמוספירה. ציאנובקטריה ידועים כחיידקים כחולים-ירוקים. אבובקטריות הן מסווגות באופן מסורתי חיידקים חיוביים לגראם ויש להם קירות תאים בעלי שכבות שונות מזו של חיידקים אחרים. הספירוצ'טים צומחים במושבות ספירליות. הכלמידיה הם טפילים תאיים.
ניתן לתאר חיידקים כפתוגניים (גורמים למחלות) או שאינם פתוגניים. ניתן לתאר אותם גם כחיובי גרם או שליליים. זה מתייחס לשאלה אם הם סופגים צבע על ידי צביעת גרם או לא. חיידקים חיוביים לגראם חסרים קרום תאים חיצוני, ופפטידוגליקנים מאפשרים להם להכתים בסגול קריסטל. לחיידקים שליליים גרם יש קרום תאים חיצוני, אך חסרים פפטידוגליקנים, ומונעים מהם להכתים.