Bacteriile sunt organisme unicelulare care au o structură celulară procariotă. În timp ce celulele bacteriene variază în unele elemente structurale, cum ar fi dimensiunea și forma, toate au trăsăturile comune ale procariotelor. Celulele procariote sunt distincte prin faptul că nu au nuclei sau alte organite legate de membrane.
Celula bacteriană este protejată și conținută de un perete celular, care este făcut din peptidoglican, un polimer de zahăr și proteine. Bacteriile cu pereți celulari groși sunt denumite gram-pozitive, în timp ce cele cu pereți celulari subțiri înconjurate de o membrană lipidică sunt numite gram-negative. Peretele celular protejează celula de efectele presiunii turgenței, care rezultă din concentrația mai mare de substanță dizolvată în interiorul celulei, comparativ cu mediul înconjurător al celulei.
Unele celule bacteriene au structuri externe. Flagelii, care sunt structuri lungi și flexibile, făcute din proteina flagelină, se extind din peretele celular și conferă celulei bacteriene motilitate suplimentară. Pili și fimbrae sunt tuburi scurte de proteine care se găsesc printre Proteobacterii și permit celulei bacteriene să se prindă de un substrat sau de altă celulă bacteriană.
Separarea citoplasmei sau fluidului intern al celulei de peretele celular este membrana celulară. Această membrană acționează ca un mediator în transportul materialului în și în afara celulei. Membrana celulară bacteriană este un dublu strat fosfolipidic format din acizi grași și este permeabilă doar la anumiți ioni și molecule.
Interiorul celulei bacteriene este destul de simplu, deoarece celulele procariote nu conțin multe structuri interne. Informația genetică a unei celule bacteriene este codificată într-o structură supercoiled de acid dezoxiribonucleic (ADN) suspendat în regiunea cunoscută sub numele de nucleoid. Cromozomul bacterian are de obicei o formă circulară.
Alte bucăți mici de ADN cunoscute sub numele de plasmide plutesc independent în citoplasmă, în afară de cromozomul principal. Aceste fragmente codifică trăsături neesențiale și pot fi schimbate între bacterii. Lipsa unui nucleu legat de membrană permite ADN-ului dintr-o celulă bacteriană să interacționeze mai direct cu ribozomii, care sunt responsabili de procesul de traducere sau de transferul datelor genetice.
Ribozomii și cromozomul bacterian sunt cele mai elementare structuri intracelulare găsite în citoplasma unei celule bacteriene, deși unele tipuri de bacterii includ structuri mai complicate. De exemplu, unele tipuri de plancton bacterian au vezicule de gaz în celulele lor, care le permit să își ajusteze flotabilitatea în apă. Filamentele structurale cuprinzând un citoschelet au fost de asemenea observate în celulele bacteriene.