Beberapa kriteria yang berbeda digunakan untuk mengklasifikasikan bakteri. Mereka dapat dibedakan oleh sifat dinding sel mereka, dengan bentuk mereka, atau oleh perbedaan genetik mereka. Gram stain atau pewarna gram adalah tes yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri dengan komposisi dinding sel mereka. Ini adalah penghargaan untuk Hans Christian Gram, yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884.
Bakteri pertama diwarnai dengan pewarna ungu disebut kristal violet, yang secara khusus mengikat peptidoglikan, struktur kompleks asam amino dan gula yang ditemukan di dinding sel. Ini diikuti dengan serangkaian langkah-langkah yang pada akhirnya akan menghapus kristal violet yang terikat. Kemudian sel-sel yang diwarnai dengan pewarna kedua berwarna merah yang disebut safranin. Bakteri gram positif berwarna ungu karena dinding sel mereka kaya peptidoglikan. Di sisi lain, bakteri gram negatif dengan dinding sel memiliki dua lapisan akan berwarna merah.
Lapisan luar dari lipid tidak mengikat kuat pada kristal violet dan pewarna mudah hanyut selama proses pewarnaan. Misalnya, Streptococcus pneumoniae, yang menyebabkan pneumonia, adalah bakteri Gram-positif, sementara Escherichia coli (E.coli) dan Vibrio cholerae, yang menyebabkan kolera, adalah bakteri Gram-negatif.
Ada tiga bentuk dasar bakteri, menurut “Mims Medical Microbiology.” Bakteri bulat disebut sebagai cocci (tunggal: coccus); silinder, bakteri berbentuk kapsul dikenal sebagai basil (tunggal: basilus); dan bakteri spiral yang disebut spirilla (tunggal: spirillum). Kokus juga bisa bergaul dengan satu sama lain dalam konfigurasi yang berbeda: kombinasi dari dua disebut Diplococcus; rantai linear atau streptokokus; dan cluster atau staphylococcus. Bentuk dan konfigurasi bakteri sering tercermin dalam nama mereka. Misalnya, Lactobacillus acidophilus bakteri pengental susu adalah basil, dan penyebab pneumonia yaitu Streptococcus pneumoniae adalah rantai cocci.
Kriteria klasifikasi yang telah disebutkan didasarkan pada sifat fisiologis dan morfologi. Namun, klasifikasi bakteri berdasarkan hubungan evolusioner mereka satu sama lain, yang mengatakan, menggambar semacam pohon keluarga dari semua spesies bakteri, merupakan perkembangan yang relatif baru. Jenis klasifikasi filogenetik menjadi mungkin dengan munculnya teknologi sekuensing nukleotida (kemampuan untuk membaca urutan nukleotida dalam DNA atau RNA). Karena ribosom yang hadir di semua organisme hidup, kita dapat melihat persamaan dan perbedaan dalam urutan RNA yang mengkode protein ribosom tertentu dan menentukan tingkat keterkaitan dari organisme yang berbeda.
Dalam esainya, ” How We Do, Don’t and Should Look at Bacteria and Bacteriology,” termasuk dalam “The Prokariota, 3 Ed, Vol. 1” (Springer, 2006) Carl Woese mencatat bahwa sekuensing ribosom RNA (rRNA) diperbolehkan untuk pengembangan “konsep yang jelas dari bakteri” dengan membangun hubungan filogenetik antara spesies bakteri. Menggunakan teknologi sekuensing awal yang dikembangkan oleh Frederick Sanger di pertengahan 1960-an, Woese mulai mengkarakterisasi rRNA bakteri dan menemukan kelompok kedua organisme prokariotik yang disebut archaea. Sampai saat itu, satu-satunya anggota yang diketahui dari kelompok ini, metanogen, telah keliru diidentifikasi sebagai bakteri. Pada tahun 1977 makalah mereka yang diterbitkan di PNAS, penulis Woese dan George Fox telah mengungkapkan “tidak ada kemiripan secara filogenetik” metanogen dengan bakteri.
