细菌是肉眼看不见，需经显微镜放大几百倍或几千倍才能看见的微小生物。
由于细菌是透明的，因此，要看活的细菌可用负染色的方法；看固定标本用染色的方法可以看见它们的轮廓、形态，甚至结构；要看细菌的运动方式也可用悬滴或压滴的方法。
通常，电镜观察细菌的超微结构时用nm（1/1000μm）测量其大小，光镜观察细菌时用μm（1/1000mm）测量。当然，不同的细菌，甚至有时同一类细菌也可因菌龄、细菌生长所处的环境因素不同，其大小、形态都有不同或有一定程度的差异。
细菌的形态
细菌按其外形可分三种基本形态，即球形、杆形和螺形。
1．球菌（coccus）
外形呈球形或近似球形，直径0.8～1.2μm。由于细菌在繁殖时二分裂的平面不同，分裂后新菌排列的相互关系不同，进一步又将它们分成双球菌、链球菌、四联球菌、葡萄球菌等。
若菌细胞在一个平面上分裂，分裂后的两个新菌体成对排列者称双球菌；若分裂后的新菌体相连排成链状者称球菌；若菌细胞在两个或三个相互垂直平面上分裂，分裂后的新菌体排列在一起呈正方形者称四联球菌或八叠球菌；而那些无规律地在多个平面上分裂，分裂后又堆积在一起者称葡萄球菌。
2．螺菌（spirillar bacterium）
如果菌体只有一个弯曲呈弧形或逗点状，称为弧菌，如霍乱弧菌；反之，如果菌体有多个弯曲，但不超过3－5个弯曲，称为螺形菌，如鼠咬热螺菌。
细菌的基本结构
细菌的基本结构是各种细菌都具有的结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞浆、核质等。细菌的基本结构对于细菌的鉴定及其致病性、免疫性都有重要作用，特别是细菌质粒已广泛用于分子生物学的实验中。
1．细胞壁
细胞壁位于菌细胞的最外层，组成比较复杂且随不同细菌而异，但其主要成分是肽聚糖，革兰阳性菌与革兰阴性菌还有其自己的特殊组分。其主要功能是维持细菌的固有外形，保持细菌完整并具有一定的形态；抵抗低渗环境或防止药物渗入而起屏障作用；参与摄取外界养料，进行胞内外物质交换而起运输作用；有多个抗原决定簇而有免疫原性；细菌有黏附性，且有些细菌表面有某种特殊蛋白质抗吞噬抗消化而有致病作用。
不同种属的细菌细胞壁的功能也不尽相同，特别是革兰阴性菌与革兰阳性菌的细胞壁有明显的不同，对于鉴别细菌、选择用药、判定细菌的致病性都有重要意义。
细胞壁在有些情况下，例如受溶菌酶或青霉素作用后，肽聚糖结构也可被破坏或其合成受到抑制，但还不至于造成细菌死亡，这时细菌则成为细胞壁残缺的细菌，通常称这些细菌为“细胞壁缺陷菌”或“L型细菌”（L forms of bacteria）。细菌失去细胞壁后，对渗透压敏感，容易破裂，在一般普通培养基上不能生长。
由于L型细菌缺乏完整的细胞壁不能维持其原有的形态，因而呈现高度的多形态性。L型革兰阳性菌和革兰阴性菌的形态是不同的。L型革兰阳性菌细胞壁几乎完全丧失，原生质仅被细胞膜所包绕，因此称之为原生质体（protoplast）；L型革兰阴性菌细胞壁肽聚糖少，且有外膜防护，对低渗有一定的抵抗力，因之称之为圆球体（spheroplast）。某些L型细菌还可引起一些感染，如尿道感染、骨髓炎、心内膜炎等。由于L型细菌培养常呈阴性，只有在特殊培养时菌落才呈油煎蛋状，因此，对这类细菌引起的感染要给予
充分的注意。
2．细胞膜
位于细胞壁内侧，紧包细胞质外，是质地柔韧并富有弹性有液性膜状结构，厚约7.5 nm，占细菌干重的10 - 30％。细菌细胞膜是细菌生存的重要结构之一，其功能与真核细胞类似，主要有物质转运、生物合成和分泌、呼吸等作用。
3．细胞浆
细胞浆是膜内溶胶状物质，是细菌新陈代谢的重要场所，是合成蛋白和复制核酸的场所，也是进行同化和异化作用的场所。此外，胞浆内还含有一些十分重要的颗粒物质，其中最突出的就是质粒。
质粒（plasmid）质粒是染色体外的遗传物质，分子量比染色体小，因而基因数目少，大约100-200个，携带特定遗传信息而控制细菌的某些性状。很多细菌都发现有质粒，例如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌、沙门氏菌、白喉杆菌等。
4．核质
细菌的核具有原核生物特征，DNA缠结成团，无组蛋白包绕，无核膜和核仁，裸露于胞浆中，故称核质或拟核，核质具有细胞核的功能，控制着细菌的遗传和变异等各种生物学性状。