細(xì)菌是一類沒有細(xì)胞核膜和細(xì)胞器膜的單細(xì)胞微生物，另一類是古細(xì)菌(archaea)。細(xì)菌是最古老，數(shù)量最多的生物，經(jīng)常存在于土壤中，水中及大多數(shù)多細(xì)胞生物的體內(nèi)和體外。
細(xì)菌非常小，通常大小只有0.5到5.0微米。研究細(xì)菌的科學(xué)，細(xì)菌學(xué)，是微生物學(xué)的一個組成部分。細(xì)菌這個名詞最初由德國科學(xué)家C.G. Ehrenberg在1828年提出，用來指代某種細(xì)菌。這個詞來源于希臘語，βακτηριον意思是“小棍子”。
細(xì)菌可以以無性或者遺傳重組兩種方式繁殖，最主要的方式是以二分裂法這種無性繁殖的方式：一個細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁橫向分裂，形成兩個子代細(xì)胞。并且單個細(xì)胞也會通過如下幾種方式發(fā)生遺傳變異：突變（細(xì)胞自身的遺傳密碼發(fā)生隨機(jī)改變），轉(zhuǎn)化（無修飾的DNA從一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移到溶液中另一個細(xì)菌中），轉(zhuǎn)導(dǎo)（病毒的或細(xì)菌的DNA，或者兩者的DNA，通過噬菌體轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌中），細(xì)菌接合（一個細(xì)菌的DNA通過兩細(xì)菌間形成的特殊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，接合菌毛，轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌）。細(xì)菌可以通過這些方式獲得DNA，然后進(jìn)行分裂，將重組的基因組傳給后代。許多細(xì)菌都含有包含染色體外DNA的質(zhì)粒。
處于有利環(huán)境中時，細(xì)菌可以形成肉眼可見的集合體，例如菌簇。
細(xì)菌具有許多不同的代謝方式。一些細(xì)菌只需要二氧化碳作為它們的碳源，被稱作自養(yǎng)生物。那些通過光合作用從光中獲取能量的，稱為光合自養(yǎng)生物。那些依靠氧化化合物中獲取能量的，稱為化能自養(yǎng)生物。另外一些細(xì)菌依靠有機(jī)物形式的碳作為碳源，稱為異養(yǎng)生物。
光合自養(yǎng)菌包括藍(lán)細(xì)菌，它是已知的最古老的生物，可能在制造地球大氣的氧氣中起了重要作用。其他的光合細(xì)菌進(jìn)行一些不制造氧氣的過程。包括綠色硫細(xì)菌，綠色非硫細(xì)菌，紫色硫細(xì)菌，紫色非硫細(xì)菌和heliobacteria。
正常生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)包括氮，硫，磷，維生素和金屬元素，例如鈉，鉀，鈣，鎂，鐵，鋅和鈷。
根據(jù)它們對氧氣的反應(yīng)，大部分細(xì)菌可以被分為以下三類：一些只能在氧氣存在的情況下生長，稱為需養(yǎng)菌；另一些只能在沒有氧氣存在的情況下生長，稱為厭養(yǎng)菌；還有一些無論有氧無氧都能生長，稱為兼性厭氧菌。細(xì)菌也能在人類認(rèn)為是極端的環(huán)境中旺盛得生長，這類生物被稱為極端微生物。一些細(xì)菌存在于溫泉中，被稱為嗜熱細(xì)菌；另一些居住在高鹽湖中，稱為喜鹽微生物；還有一些存在于酸性或堿性環(huán)境中，被稱為嗜酸細(xì)菌和嗜堿細(xì)菌；另有一些存在于阿爾卑斯山冰川中，被稱為嗜冷細(xì)菌。
運(yùn)動型細(xì)菌可以依靠鞭毛，細(xì)菌滑行或改變浮力來四處移動。另一類細(xì)菌，螺旋菌，具有一些類似鞭毛的結(jié)構(gòu)，稱為軸絲，連接周質(zhì)的兩細(xì)胞膜。當(dāng)他們移動時，身體呈現(xiàn)扭曲的螺旋型。
細(xì)菌鞭毛以不同方式排布。細(xì)菌一端可以有單獨(dú)的極鞭毛，或者一叢鞭毛。周毛菌表面具有分散的鞭毛。
運(yùn)動型細(xì)菌可以被特定刺激吸引或驅(qū)逐，這個行為稱作趨性，例如，趨化性，趨光性，趨機(jī)械性。在一種特殊的細(xì)菌，粘細(xì)菌中，個體細(xì)菌互相吸引，聚集成團(tuán)，形成子實(shí)體。
細(xì)菌可以按照不同的方式分類。細(xì)菌具有不同的形狀。大部分細(xì)菌是如下三類：桿菌是棒狀；球菌是球形（例如鏈球菌或葡萄球菌）；螺旋菌是螺旋形。另一類，弧菌，是逗號形。
細(xì)菌的結(jié)構(gòu)十分簡單，原核生物，沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器例如線粒體和葉綠體，但是有細(xì)胞壁。根據(jù)細(xì)胞壁的組成成分，細(xì)菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。“革蘭氏”來源于漢斯·克里斯蒂安·革蘭，他發(fā)明了革蘭氏染色。
有些細(xì)菌細(xì)胞壁外有多糖形成的莢膜，形成了一層遮蓋物或包膜。莢膜可以幫助細(xì)菌在干旱季節(jié)處于休眠狀態(tài)，并能儲存食物和處理廢物。
細(xì)菌對環(huán)境，人類和動物既有用處又有危害。一些細(xì)菌成為病原體，導(dǎo)致了破傷風(fēng)、傷寒、肺炎、梅毒、霍亂和肺結(jié)核。在植物中，細(xì)菌導(dǎo)致葉斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接觸、空氣傳播、食物、水和帶菌微生物。病原體可以用抗菌素處理，抗菌素分為殺菌型和抑菌型。
在土壤中，微生物中固氮菌的酶將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨，可以讓植物利用，這些微生物位于根系周圍（包括根表面和經(jīng)輕微晃動后仍附著在根上的土壤）。一些細(xì)菌可以利用氮?dú)夥肿幼鳛榈�，將其轉(zhuǎn)化為含氮化合物，稱為固氮。另外一些細(xì)菌與人類或其他生物共生。例如，存在于腸道內(nèi)的細(xì)菌，如乳酸菌可以幫助阻止具有潛在威脅的有害微生物生長，以及分泌具有益人體的物質(zhì)提供少量的維生素。
細(xì)菌具有非凡的降解各種有機(jī)化合物的能力。高度專一的微生物在特定種類的有機(jī)化合物的礦化過程中起了重要作用。例如，植物組織中大量存在的纖維素的分解主要由需氧細(xì)菌纖維粘菌來完成的。
細(xì)菌通常與酵母和霉菌一起被用于酦酵食物，例如干酪、泡菜、醬油、醋、酒、酸奶等。使用生物技術(shù)，可以將細(xì)菌經(jīng)基因工程修飾后用于生產(chǎn)藥物，例如胰島素，或者用于有毒廢物的生物處理。