Homeostāze attiecas uz pašregulējošiem procesiem, kurus dzīvi organismi izmanto, lai uzturētu savu iekšējo stabilitāti, tādējādi garantējot viņu izdzīvošanu. Baktērijas var arī pašregulēties, pielāgojoties arvien mainīgajiem vides apstākļiem, kas tās ieskauj. Galvenie homeostatiskie procesi, kas garantē baktēriju izdzīvošanu, ietver dzelzs un metāla homeostāzi, pH homeostāzi un membrānas lipīdu homeostāzi.
Dzelzs homeostāze
Dzelzs ir vitāli svarīgs lielākajai daļai baktēriju, taču lielos daudzumos tas var būt toksisks. Baktērijas var sasniegt dzelzs homeostāzi pat vidē ar nelielu šī elementa daudzumu. Šajā situācijā dažas baktērijas izmanto specializētus proteīnus, kas maksimāli palielina dzelzs uzsūkšanos. Cilvēka asinīs dzīvojošās patogēnās baktērijas var uzturēt dzelzs homeostāzi, izmantojot saimnieka hemoglobīnu vai citus dzelzs kompleksus. Baktērijās ir arī olbaltumvielas, piemēram, feritīns, ko tās izmantoja, lai uzglabātu dzelzi kā intracelulāru rezervi. Atrodoties vidē ar toksisku dzelzs līmeni, baktērijas izmanto savus dzelzs detoksikācijas proteīnus (Dps), kas aizsargā viņu hromosomu no bojājumiem.
Metāla homeostāze
Papildus dzelzim baktērijas var sajust citu elementu, piemēram, svina, kadmija un dzīvsudraba, ārējo līmeni. Metāla sensori ir sarežģītas olbaltumvielas, kas sastopamas dažās baktērijās, kas var sajust un regulēt gan toksisko smago metālu, gan noderīgo metālu jonu iekšējo līmeni. Cilvēka patogēnam Mycobacterium tuberculosis un augsnē dzīvojošajai Streptomyces coelicolor ir vairāk nekā desmit metāla sensori.
PH homeostāze
Vielas skābuma līmeni mēra caur tās pH. Lai gan lielākajai daļai baktēriju sugu ir nepieciešams ārējais pH līmenis neitrāla vai 7 tuvumā, baktērijas, ko sauc par ekstremofiliem, var dzīvot vidē, kuras pH vērtība ir zemāka par 3, vai skāba, vai virs 11, vai sārma. Baktērijām ir mehānismi, lai uztvertu ārējās pH izmaiņas. Lielākās daļas baktēriju sarežģītā pH homeostāze ļauj tām panest ārējās pH vērtības, kas atšķiras no to iekšējā skābuma līmeņa.
Membrānas lipīdu homeostāze
Baktēriju membrāna satur dažāda veida olbaltumvielas un lipīdus. Baktērijas var pielāgot savu membrānu lipīdu sastāvu, tādējādi mainot to caurlaidību. Baktēriju spēja kontrolēt savu membrānu lipīdu sastāvu tiek saukta par membrānas lipīdu homeostāzi un ļauj tām izdzīvot ļoti dažādās vidēs.