Для росту бактерій, крім складу живильного середовища, мають значення кислотність середовища, аерація, температура, світло і вологість. Більшість бактерій зростає при рН - 6.8-8,0, тобто в нейтральному середовищі. Підтримка нейтрального значення рН, особливо важливо для кіслотопродуцірующей бактерій. У процесі промислового культивування бактерій у великих обсягах, рН середовища регулюється автоматично додаванням розчинів бікарбонату натрію або лугів.
Газовий склад середовища також важливий для бактерій. Значна частина з них потребує постійного притоку молекулярного кисню. Такі мікроорганізми об'єднані в групу облігатних аеробів. Менша частина бактерій - облігатні анаероби - здатні розвиватися тільки у відсутності кисню. Однак, більшість бактерій - факультативні анаероби, вони ростуть як в присутності кисню, так і без нього. Для бактерій, культивованих на щільних поживних середовищах або в невеликих обсягах рідких середовищ достатньо кисню, присутнього в атмосфері. Для культивування бактерій - аеробів в промислових масштабах потрібно примусова аерація шляхом продування кисню в реактор або Ферментер з культурою, а для культивування анаеробів - створення безкисневих умов. Для цього бактерії засівають уколом в стовпчик щільного поживного середовища, поміщають посіви в спеціальні прилади - анаеростатах, де газова фаза представлена інертним газом або створений вакуум, а кисень з середовища видаляють за допомогою кип'ятіння або хімічних методів. Для виділення чистих культур анаеробів використовують середу Кітт-Тароцці, а так само культивування в скляних трубках по методу Віньяль-Вейона.
Більшість відомих мікроорганізмів відноситься до мезофіли, температурний оптимум для яких лежить в інтервалі 25-37 0 С. Термофіли здатні рости при 45-90 0 С, а псіхрофіли залишаються життєздатними при 5 - 10 0 С. Відхилення температурного режиму від оптимального несприятливо позначається на життєдіяльності бактерій. Тому культивування їх здійснюють в спеціальних шафах - термостатах або термостатірованних кімнатах, де підтримується оптимальна задана температура.
Патогенні для людини бактерії об'єднані в порядок скотобактерій і для життєдіяльності не потребують висвітлення.
При культивуванні бактерій в лабораторних і виробничих умовах, для отримання великих кількостей біотехнологічного продукту - вакцин, діагностикумів, біологічно активних речовин, використовують дві різні технологічні системи: постійне або періодичне і безперервне або проточное культивування.
У першому випадку розмноження бактерій відбувається в закритій посудині до тих пір, поки щільність клітинної популяції не досягне критичної концентрації і не будуть вичерпані запаси живильного середовища, а продукти метаболізму не почнуть проявляти токсичні властивості. У такій культурі размно ються бактерій обмежена певним числом популяцій. У промислових умовах часто використовують другий варіант - проточное або безперервне культивування. При цьому в реактор або Ферментер безперервно при перемішуванні надходить свіжа живильне середовище, а продукти метаболізму і накопичена бактеріальна маса автоматично видаляються. Таке культивування можна здійснювати в спеціальних апаратах: хемостате і турбідостате, де необхідний обсяг живильного середовища надходить автоматично, в залежності від концентрації бактеріальних клітин.
Ізотонічність живильного середовища залежить від змісту неорганічних солей. Для більшості бактерій Ізотонічність вважається среда, концентрація натрію хлориду в якій становить 0,5-0,6%.
Час вирощування (культивування) бактерій залежить від часу чергового поділу клітин даної популяції. Періоди генерації більшості патогенних бактерій складають кілька (4-8) годин. Такі культури формуються протягом 18-24 годин. Клітини деяких видів бактерій діляться з великими часовими інтервалами, тому збільшення чисельності популяцій таких культур відбувається протягом тривалого часу, наприклад, лептоспіри виростають за 8-10 діб, мікобактерії туберкульозу - за 3-4 тижні.
Для здійснення біологічних синтезів крім поживних речовин бактерії потребують певній кількості енергії. Універсальним акумулятором хімічної енергії в клітині є аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), яка утворюється в результаті дихання, біологічного окислення, заснованого на окисно-відновних реакціях або бродінні. Молекули АТФ синтезуються в результаті перенесення електрона від первинного донора до кінцевого акцептору. Кінцевим акцептором електронів, найчастіше, виступає молекулярний кисень, О2. і тоді здійснюється аеробне дихання. Якщо в якості акцептора електронів виступають неорганічні сполуки (NO2. SO4. SO3), виникає анаеробне дихання.
У тому випадку, коли продукти органічного субстрату служать одночасно і донорами і акцепторами водню, метаболічний процес називається бродінням (ферментацією).