Більшість бактерій - одноклітинні структури. Винятком є такі рослини. як нитчасті ціанобактерії і актиноміцети. Форма клітин бактерій може бути округла (коки), звита (спірили, вібріони), паличкоподібна (бацили, псевдомонади), іноді - зірчасті, кубічні, С-образні, тощо Властивості бактерій, такі як рухливість, всмоктування поживних речовин, приклеювання до поверхні, визначаються формою клітин. Наприклад, оліготрофи, що мешкають в середовищах з низькою концентрацією поживних речовин, з метою збільшити відношення поверхні до об'єму утворюють особливі вирости (простекі).
Організм бактерії на 70-80% складається з води. Сухий залишок являє собою 50% білка, частинок клітинної стінки 10-20%, ліпідів 10%, РНК 10-20%, ДНК 3-4%. З мікроелементів до складу бактеріальної клітини входять вуглець (50%), кисень (20%), азот (14%), водень (8%) в малих концентраціях.
У будові бактерій виділяють три обов'язкових клітинних елемента:
- цитоплазматическую мембрану;
- нуклеотид;
- рибосоми.
Майже всі бактерії мають зовнішню оболонку - клітинну стінку, завдяки якій форма бактерій постійна. Ця клітинна оболонка виконує основні механічні та фізіологічні функції. Її головний структурний елемент - біополімер муреин. Мікробіологи ділять всі види бактерій на грампозитивні, грамнегативні та бактерії без клітинної стінки (мікоплазми), так як в зв'язку з особливостями будови клітинної стінки бактерії по-різному реагують на фарбування способом Х. Грама. У грампозитивних бактерій стінка потовщена і містить більшу кількість муреина, тоді як у грамнегативних видів клітинна стінка тонка, а зовні є мембрана, що включає білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди. Головна функція зовнішньої мембрани - транспортна. Багато бактерій мають на своїй поверхні ворсинки або джгутики, що забезпечують пересування організму. Деякі бактерії покриті зовні слизовими капсулами, що складаються з полісахаридів (в деяких випадках поліпептидів або глікопротеїнів).
Від клітинної стінки цитоплазму бактерій відокремлює цитоплазматична мембрана. Її основна функція - створення осмотичного бар'єру в клітці, регуляція транспорту речовин. Такі важливі для життєдіяльності організму процеси, як дихання, хемосинтез, фіксація азоту та ін. Відбуваються в мембрані. Часто формуються випинання мембрани цитоплазми - Мезосома. У мембрані здійснюється біосинтез клітинної стінки, а також спорообразование. Джгутики і геномна ДНК тісно пов'язані з даними структурним елементом клітини бактерії.
В цілому клітина бактерії влаштована досить просто. Головна відмінність прокариот (бактеріальної клітини) від еукаріт - це відсутність ядерної мембрани і інших внутрицитоплазматические мембран, які не є похідними цитоплазматичної мембрани. Вся генетична інформація про організм бактерії, необхідна для її життєдіяльності, укладена в одній ДНК, яка присутня в клітці у вигляді замкнутого кільця. Вона називається нуклеотид. Хромосома зазвичай в бактеріальної клітці є в єдиному екземплярі, але іноді може мати декілька її копій.
У цитоплазмі знаходяться включення у вигляді різноманітних везикул (пухирців), які утворені в процесі впячивания цитоплазматичної мембрани. У фототрофних, нитрифицирующих бактерій є велика мережа цитоплазматичних мембран, представлена зливаються бульбашками, як грани хлоропластів у еукаріот. У тих бактерій, які живуть у водному середовищі, є газові вакуолі (аеросоми), функція яких полягає в регуляції щільності. Також в цитоплазмі є включення запасних живильних речовин: поліфосфатів, полісахаридів, сполук сірки, тощо Основним елементом бактеріальної клітини є рибосоми, розташовані в цитоплазмі клітини. У ціанобактерій є видозмінені рибосоми - карбоксісоми, що представляють собою тільця, що містять фермент, за допомогою якого відбувається фіксація СО2. У деяких видів спороутворюючих бактерій в параспоральних тільцях утворюється токсин, що викликає загибель личинок комах.