Sie sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen, da ihre Größe nur im Bereich von einem Tausendstel Millimeter liegt (Tausendstel Millimeter = 1 Mikrometer = 1 µm) und je nach Art zwischen 0,2 - 10 µm liegen kann. Es gibt zwei Grundformen: Kokken (Zellen mit einer Kugelform, siehe Abbildung) und Stäbchen (siehe Abbildung), alle anderen Formen (z. B. spiralförmige Zellen) sind Abwandlungen dieser Grundformen. Bakterien haben eine spezielle Zellwand, die sich von anderen Organismen unterscheidet. Anhand der unterschiedlichen Färbbarkeit der Zellwand (Gramfärbung) werden sie in zwei große Gruppen unterteilt (grampositive und gramnegative Bakterien).

Die Flexibilität ihres Stoffwechsels ist sehr vielfältig. Daher werden Bakterien anhand ihrer Stoffwechseleigenschaften differenziert. Man unterscheidet Bakterien, die Sauerstoff zum Wachstum benötigen (aerobe Bakterien) von solchen, die ohne Sauerstoff leben (anaerobe Bakterien) und Vertretern, die sowohl mit als auch ohne Sauerstoff wachsen können (fakultativ anaerobe Bakterien).

Ihre Nahrung für den Energiestoffwechsel können Bakterien aus sehr unterschiedlichen organischen und anorganischen Stoffen gewinnen (z. B. aus Holz, Mineralöl, Papierstaub, Druckbestäubungspuder).

Aufgrund ihrer einzelligen Struktur sind Bakterien sehr empfindlich gegenüber Austrocknung. Für ihr Wachstum benötigen sie eine wässrige oder wasserreiche Umgebung. Unter ungünstigen Umweltbedingungen bilden manche Bakterien Dauerstadien mit besonders festen Wänden aus (sogenannte Sporen), die das Überleben ermöglichen.

Sporen können sehr hitzebeständig und resistent gegen Austrocknung, Strahlung, Säuren und chemische Desinfektionsmittel sein. Sie sind kaum stoffwechselaktiv, können sich aber unter günstigen Umweltbedingungen wieder zu teilungsfähigen Bakterienzellen entwickeln - auch noch nach Jahrzehnten.

Bakterien kommen überall vor und sind immer vorhanden. Selbst wenn ein technisches System kurzzeitig durch Desinfektionsmaßnahmen frei von Bakterien ist, werden über zugespeistes Trinkwasser oder über die Luft sehr schnell wieder Bakterien eingetragen. Sterilität ("Keimfreiheit") ist somit immer an Maßnahmen gebunden und zeitlich begrenzt.