Bakterie tlenowe to małe, jednokomórkowe stworzenia, które są jednym rodzajem zarazka. Ponieważ te bakterie potrzebują tlenu do życia i wzrostu, jest to czynnik definiujący te małe organizmy. Z kolei bakterie, które nie potrzebują tlenu, a nawet są przez niego uszkadzane, nazywane są bakteriami beztlenowymi.
Oddychanie komórkowe to proces metaboliczny, w którym bakterie tlenowe wymieniają gazy ze swoim środowiskiem. To spożycie tlenu jest niezbędne do trawienia i innych energochłonnych procesów zachodzących w bakteriach. Wszystkie zwierzęta, w tym ludzie, również wymagają stałej obecności tlenu, więc ludzie i te bakterie dzielą te same siedliska. Bakterie tlenowe są tak liczne, że są w rzeczywistości najliczniejszymi i najszerzej rozpowszechnionymi organizmami na planecie. Tam, gdzie jest odpowiedni tlen i jakaś forma materii, które służą jako źródło pożywienia, prawdopodobnie będą obecne bakterie tlenowe.
Jedną ze znanych form bakterii tlenowych jest Mycobacterium tuberculosis, organizm odpowiedzialny za gruźlicę. Gruźlica to stan, który pojawia się, gdy jedna lub więcej bakterii Mycobacterium tuberculosis jest wdychana i skutecznie zaczyna się namnażać w organizmie żywiciela, zwłaszcza w płucach. Ponieważ bakteria gruźlicy jest tlenowcem, kocha tlen, płuca osoby z ograniczonym układem odpornościowym stanowią przyjazne środowisko. Większość zdrowych ludzi ma układ odpornościowy, który zapobiega zamieszkiwaniu tych bakterii tlenowych i powodowaniu infekcji.
Nie wszystkie bakterie są szkodliwe. W rzeczywistości wiele gatunków bakterii, zarówno tlenowych, jak i beztlenowych, może faktycznie promować zdrowie i zapobiegać chorobom. Te pożyteczne bakterie można traktować jako osobistą armię broniącą swojego gospodarza przed bardziej chorobotwórczymi organizmami. Bakterie są również odpowiedzialne za ciągły rozkład odpadów, który zwraca składniki odżywcze do gleby i uzupełnia łańcuch pokarmowy. W tej roli bakterie są klasyfikowane jako rozkładające się, a ich obecność w glebie ma kluczowe znaczenie dla zdrowia ekosystemu.
Bakterie tlenowe rozmnażają się w procesie zwanym rozszczepieniem binarnym, co oznacza, że można się zduplikować i podzielić na dwie identyczne osobniki. To właśnie ta zdolność do szybkiego rozmnażania się bez konieczności szukania odpowiedniego partnera powoduje, że bakterie są odpowiedzialne za wiele strasznych infekcji. Pojedyncza, maleńka bakteria może dostać się do rany lub zostać wchłonięta, a jeśli warunki są odpowiednie, w ciągu kilku godzin można ich liczyć w milionach. W rzeczywistości to odpady wytwarzane przez bakterie działają jak trucizna i uszkadzają tkanki zakażonej osoby lub zwierzęcia, a nie same bakterie.