Bakterije, tako kot vse žive celice, potrebujejo energijo in hranila za izgradnjo beljakovin in strukturnih membran ter poganjanje biokemijskih procesov. Bakterije potrebujejo vire ogljika, dušika, fosforja, železa in velikega števila drugih molekul. Ogljik, dušik in voda se uporabljajo v največjih količinah. Prehranske potrebe za bakterije lahko razvrstimo glede na vir ogljika in vir energije. Nekatere vrste bakterij morajo za pridobivanje energije porabiti vnaprej oblikovane organske molekule, druge bakterije pa lahko lastno energijo proizvajajo iz anorganskih virov.
Avtotrofi in heterotrofi
Nekatere bakterije pridobivajo energijo z uživanjem organskih molekul. Ti organizmi so heterotrofi, tako kot živali in glive, ki jedo druge organizme. Druge vrste bakterij si sami ustvarijo hrano s pretvorbo svetlobne energije, kemične energije ali anorganskih snovi v uporabno energijo, ki jo potrebujejo ti enocelični organizmi. Te bakterije, ki si jih naredite sami, so avtotrofi, kot so rastline in alge.
Bakterije, ki jedo anorganske spojine
Nekatere avtotrofne bakterije, imenovane kemotrofi, se prehranjujejo z anorganskimi spojinami. Ogljikov dioksid je običajno edini vir celičnega ogljika. Ti avtotrofi uporabljajo vodikov sulfid, amoniak ali vodikov plin za zmanjšanje ogljika v potrebne sladkorje. Nitrificirajoče bakterije, ki oksidirajo amoniak, da tvorijo nitrite in nitrate, so primer bakterij, ki uporabljajo avtotrofno prehrano ali natančneje kemoautotrofno prehrano.
Bakterije, ki uživajo organske spojine
Heterotrofne bakterije zahtevajo organske vire ogljika, kot so sladkorji, maščobe in aminokisline. Primer so saprofitne bakterije. Prehrano dosegajo iz mrtvih organskih snovi. Z uporabo encimov bodo te bakterije razgradile kompleksne spojine in uporabile hranila za sproščanje energije. Saprofitne bakterije razgrajujejo in igrajo pomembno vlogo v ekosistemu, saj sproščajo preprostejše izdelke, ki jih lahko uporabljajo rastline in živali.
Bakterije, ki uporabljajo svetlobo kot hrano
Fototrofne bakterije so avtotrofi, ki absorbirajo svetlobno energijo, nato pa jo uporabijo v fotosintezi za ustvarjanje celične energije. Obstajata dve vrsti fototrofov. Tiste, ki ne proizvajajo kisika kot stranskega produkta, imenujemo anaerobni fototrofi, tiste, ki proizvajajo kisik, pa aerobne fototrofe. Cianobakterije so primer bakterij, ki izvajajo fotoavtrofno prehrano. Tako avtotrofi kot heterotrofi so lahko fototrofi. Heterotrofni fototrofi poleg tega, da s fotosintezo proizvajajo organske molekule, porabijo organski ogljik.
Bakterije, ki jedo kemikalije
Te bakterije pridobivajo kemijsko energijo iz okolice in jo pretvorijo v adenozin trifosfat (ATP) za celično uporabo. Te bakterije veljajo tudi za kemotrofe in pridobivajo energijo iz reakcij oksidacijske redukcije anorganskih spojin, kot so amoniak, vodikov sulfid in železo. Žveplove bakterije so na primer kemoautotrofi, ki proizvajajo energijo z oksidacijo vodikovega sulfida v žveplo in vodo. Ta postopek je oblika kemosinteze.