Huvudsakliga typer av bakterier klassificerades traditionellt efter fysiska egenskaper eller reaktioner på olika typer av färgning. Tillkomsten av molekylär genetik har möjliggjort en mer noggrann uppdelning av olika bakteriegrupper. Många forskare anser att den gamla klassificeringen av bakterier bör delas upp i två eller flera riken.
Den högsta klassificeringen av levande saker är kungariken. Bakterier klassificerades en gång i ett kungarike som kallas Protista, men många forskare hävdar att det gamla kungariket borde delas upp i två riken baserat på molekylär genetisk bevis. De nya kungarikena skulle vara sanna bakterier, eubakterier och forntida bakterier, Archaebacteria, som idag överlever i extrema miljöer. Vissa föreslår en ny fylogenetisk uppdelning som kallas domäner eller superkungarik, eftersom Archaebacteria är så tydliga att de kunde delas upp i tre egna riken: Crenarchaeota, den termofila bakterie; Euryarchaeota, halofila och metanogena bakterier; och Korarchaeota, som finns i varma källor.
För andra bakterier än Archaebacteria finns det fem distinkta fylum, nästa gren upp i fylogenetiska trädet. Proteobakterierna är symbiotiska med växter och hjälper dem att fixera kväve från atmosfären. Cyanobakterierna är kända som blågröna bakterier. Eubakterier är traditionellt klassificerade grampositiva bakterier och har cellväggar som har olika lager än andra bakterier. Spirochetes växer i spiralkolonier. Chlamydiae är intracellulära parasiter.
Bakterier kan beskrivas som patogena (sjukdomsframkallande) eller icke-patogena. De kan också beskrivas som gram-positiva eller gram-negativa. Detta avser huruvida de absorberar ett färgämne genom Gram-färgning eller inte. Grampositiva bakterier saknar ett yttre cellmembran och peptidoglykaner gör att de kan färgas med kristallviolett. Gramnegativa bakterier har ett yttre cellmembran men saknar peptidoglykaner, vilket förhindrar att de färgas.