Glavne vrste bakterij so bile tradicionalno razvrščene po fizičnih lastnostih ali reakcijah na različne vrste obarvanja. Pojav molekularne genetike je omogočil bolj previdno delitev različnih skupin bakterij. Mnogi znanstveniki verjamejo, da je treba staro klasifikacijo bakterij razdeliti na dve ali več kraljevin.
Najvišja klasifikacija živih bitij so kraljestva. Nekdaj so bile bakterije klasificirane v enem kraljestvu, znanem pod imenom Protista, vendar mnogi znanstveniki trdijo, da bi bilo treba staro kraljestvo na podlagi molekularno genetskih dokazov razdeliti na dve kraljevini. Nova kraljestva bi bile prave bakterije, evbakterije in starodavne bakterije, arhebakterije, ki danes preživijo v ekstremnih okoljih. Nekateri predlagajo novo filogenetsko delitev, znano kot domene ali nadkraljevstva, ker so arhebakterije tako ločeni, da bi jih lahko razdelili na tri svoja kraljestva: Crenarchaeota, termofilni bakterije; Euryarchaeota, halofilne in metanogene bakterije; in Korarchaeota, najdeno v vročih vrelcih.
Za bakterije, ki niso arhebakterije, obstaja pet ločenih vrst, naslednja veja navzgor po filogenetskem drevesu. Proteobakterije so simbiotične z rastlinami in jim pomagajo popraviti dušik iz ozračja. Cianobakterije so znane kot modrozelene bakterije. Eubakterije so tradicionalno klasificirane po Gramu pozitivne bakterije in imajo celične stene, ki imajo drugačne plasti kot druge bakterije. Spirohete rastejo v spiralnih kolonijah. Klamidije so znotrajcelični paraziti.
Bakterije lahko opišemo kot patogene (povzročitelje bolezni) ali nepatogene. Lahko jih opišemo tudi kot gram-pozitivne ali gram-negativne. To se nanaša na to, ali absorbirajo barvilo z barvanjem po Gramu ali ne. Gram-pozitivnim bakterijam primanjkuje zunanje celične membrane, peptidoglikani pa jim omogočajo obarvanje s kristalno vijolično. Gram negativne bakterije imajo zunanjo celično membrano, vendar jim primanjkuje peptidoglikanov, kar preprečuje njihovo obarvanje.