Хомеостаза се односи на саморегулативне процесе које живи организми користе да би одржали унутрашњу стабилност, гарантујући им тако опстанак. Бактерије се такође могу саморегулирати, прилагођавајући се променљивим условима околине који их окружују. Главни хомеостатски процеси који гарантују опстанак бактерија укључују хомеостазу гвожђа и метала, пХ хомеостазу и хомеостазу липида мембране.
Хомеостаза гвожђа
Гвожђе је витално за већину бактерија, али у великим количинама може бити токсично. Бактерије могу постићи хомеостазу гвожђа чак иу окружењима са малим количинама овог елемента. У овој ситуацији неке бактерије користе специјализоване протеине који повећавају апсорпцију гвожђа. Патогене бактерије које живе у људској крви могу одржавати своју хомеостазу гвожђа користећи хемоглобин домаћина или друге комплексе гвожђа. Бактерије такође имају протеине, попут феритина, које су користиле за складиштење гвожђа као унутарћелијске резерве. Када су у срединама са токсичним нивоом гвожђа, бактерије користе своје протеине за детоксикацију гвожђа (Дпс), који штите свој хромозом од оштећења.
Метална хомеостаза
Поред гвожђа, бактерије могу осетити и спољне нивое других елемената, као што су олово, кадмијум и жива. Метални сензори су сложени протеини који се налазе у неким бактеријама, а који могу да осете и регулишу унутрашњи ниво токсичних тешких метала и корисних јона метала. Људски патоген Мицобацтериум туберцулосис и земљиште Стрептомицес цоелицолор које обитавају у земљи имају више од десет металних сензора.
ПХ Хомеостаза
Ниво киселости супстанце мери се кроз њен пХ. Иако већини врста бактерија треба спољни ниво пХ близу неутралног или 7, бактерије зване екстремофили могу да живе у срединама са пХ вредностима испод 3, или киселе, или изнад 11, или лужина. Бактерије имају механизме за откривање спољних промена пХ. Комплексна пХ хомеостаза већине бактерија омогућава им да толеришу спољне вредности пХ које се разликују од њихових унутрашњих нивоа киселости.
Мембрана липидна хомеостаза
Мембрана бактерија садржи различите врсте протеина и липида. Бактерије могу прилагодити липидни састав својих мембрана, мењајући тако њихову пропустљивост. Способност бактерија да контролишу липидну конституцију својих мембрана назива се мембранска липидна хомеостаза и омогућава им да преживе у великом распону окружења.