1683年，荷蘭商人安東·列文虎克最先使用自己設計的單透鏡顯微鏡觀察到了細菌，大概放大了200倍。從此，細菌開始納入人們的研究領域。什麼是細菌呢？廣義的細菌即為原核生物，是指一類細胞核無核膜包裹，隻存在稱作擬核區（或擬核）的裸露DNA的原始單細胞生物，包括真細菌和古生菌兩大類群。其中，除少數屬古生菌外，多數的原核生物都是真細菌。可粗分為6種類型，即細菌（狹義）、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體和衣原體。人們通常所說的即為狹義的細菌，狹義的細菌為原核微生物的一類，是一類形狀細短、結構簡單、多以二分裂方式進行繁殖的原核生物，是在自然界分布最廣、個體數量最多的有機體，是大自然物質循環的主要參與者。細菌主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體等部分構成，有的細菌還有莢膜、鞭毛、菌毛等特殊結構。絕大多數細菌的直徑大小在0.5～5微米之間。可根據形狀分為三類，即：球菌、杆菌和螺旋菌（包括弧菌、螺菌、螺杆菌）。按照細菌的生活方式，又可分為兩大類：自養菌和異養菌。其中，異養菌包括腐生菌和寄生菌。
細菌是生物的主要類群之一，屬於細菌域。細菌是所有生物中數量最多的一類，據估計，其總數約有5×103個。細菌的個體非常小，目前已知最小的細菌隻有0.2微米長，因此大多數隻能在顯微鏡下看到它們。細菌一般是單細胞生物，細胞結構簡單，缺乏細胞核、細胞骨架以及膜狀胞器，例如粒線體和葉綠體。基於這些特征，細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌，是科學家依據演化關係而另辟的類別。為了區別，本類生物也被稱做真細菌。
細菌廣泛分布於土壤和水中，或者與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計，人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的10倍。此外，也有部分種類分布在極端的環境中，例如溫泉、甚至是放射性廢棄物中，它們被歸類為嗜極生物。其中，最著名的種類之一是海棲熱袍菌，科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。然而，細菌的種類是如此之多，科學家研究過並命名的種類隻占其中的小部分。細菌域下所有門類中，隻有約一半包含能在實驗室培養的種類。
細菌具有許多不同的代謝方式。一些細菌隻需要二氧化碳作為它們的能源，被稱做自養生物。那些通過光合作用從光中獲取能量的，稱為光合自養生物。那些依靠氧化化合物獲取能量的，稱為化能自養生物。另外一些細菌依靠有機物形式的碳作為碳源，稱為異養生物。
光合自養菌包括藍細菌，它是已知的最古老的生物，可能在製造地球大氣的氧氣中起了重要作用。其他的光合細菌則進行一些不製造氧氣的過程，包括綠硫細菌、綠非硫細菌、紫硫細菌、紫非硫細菌等。