首先，從形態上看，細菌要比病毒大千百倍。通常，細菌的大小以微米來衡量，而病毒的大小以納米來衡量。細菌的外部形態大多為球狀、杆狀、螺旋狀，並且也因此命名為球菌、杆菌以及螺旋菌。
而病毒為多麵體結構，為了能達到最佳的穩定結構，以及最佳比表麵積（通常稱1克固體所占有的總表麵積為該物質的比表麵積），病毒多為十二麵體。
其次，從結構上看，細菌是由真正的細胞構成的，而病毒不是由細胞構成的。細菌是原核生物的一種，主要特點是沒有核膜，其遺傳物質分散在細胞質內一個相對固定的區域內，稱為核區。
細菌的外麵包裹著一層細胞壁，一般為多糖聚合而成。
病毒的構造很簡單，外麵是一層蛋白質，稱為病毒外殼。
蛋白質外殼內部包裹著病毒的遺傳物質，可以是DNA，也可以是RNA。病毒自己不能完成新陳代謝，也不能完成繁殖，需要寄生在其他細胞內完成。
再次，從生存繁殖方式看，細菌可以靠自己的力量生存，可自我繁殖。病毒不吸收營養、不呼吸，不能單獨生存，不能自我繁殖。
細菌根據其生存方式可以分為自養性和異養性，即一部分細菌可以通過光合作用（比如一些藍藻）或者是將無機物轉化成為有機物質的化能（比如一些硫細菌）方式而達到生存的目的；另一部分細菌則和人一樣不能自己合成有機物質供自身的生長繁殖，必須從外界攝取營養來養活自己。病毒就沒細菌那樣能幹了，它們隻能依靠寄生於宿主體內過寄生生活。當然這並不是說病毒完全不能脫離宿主，它們可以暫時脫離宿主，以休眠體的形式存在於外界，對於它們而言這是非常“惡劣”的環境。
細菌有自我繁殖的能力，它們采用二分裂的方法，就是我們通常所說的一個變二、二個變四的方式進行自我繁殖。病毒則必須侵入到宿主體內，利用宿主的合成機製來合成它們自己所需的蛋白質等物質，以此來構建自己的“身體”。
第二節細菌的發現
1.發現的可能——顯微鏡的發明
短焦距單顯微鏡的發明有著漫長的曆史，古羅馬作家幸尼加（公元前4年～公元65年）曾提到，透過充水的玻璃球可以看到物體被放大了。古希臘和中世紀阿拉伯人都很了解放大鏡和取火鏡。在公元11世紀，中國人應用凸透鏡的放大作用，製造了遠視眼鏡。
最早的複式顯微鏡，是荷蘭德爾堡的眼鏡匠詹森和他的父親罕斯在1590年前後發明的。
據說，事情的經過是這樣的：1590年，一個晴朗無風的早晨，詹森在樓頂上閑玩。無意中，他把兩片凸玻璃片裝到一個金屬管子裏，再用這個管子去看街道上的建築物，結果他發現教堂高塔上大公雞的雕塑比原來大了好幾倍。這個意外的發現使詹森異常興奮，他高興地跑下樓去，把父親也拉上樓來觀看，一起和他分享這種新發現帶來的愉快。
當然，偶然性的發現代替不了科學上的發明。而這個偶然的瞬間卻被詹森父子抓住了。後來兩父子認真思索，反複實踐，用大大小小的凸玻璃片做各種距離不等的配合，終於發明了顯微鏡。他們的顯微鏡由一個雙凸透鏡和一個雙凹透鏡組成，前者為物鏡，後者為目鏡。這台顯微鏡的鏡筒大約長40厘米，直徑約5厘米。放在顯微鏡支座上的小物體，當人們從鏡筒看去時，顯得大了許多。據說，詹森父子製造的顯微鏡至今仍保存在米德爾堡科學協會。
不過，這台顯微鏡隻能稱為顯微鏡家族中的“始祖”。以今天的技術標準來看，詹森父子製造的顯微鏡無論是放大倍數，還是分辨能力都是相當低的。
最早把複式顯微鏡用於科學研究的人是伽利略。1610年前後，他用顯微鏡研究了昆蟲，觀察到了昆蟲的運動器官、感覺器官和複眼。
胡克製造的複式顯微鏡是早期最出色的顯微鏡。他在1665年出版的《顯微術》是最早論述顯微觀察的專著。胡克的複式顯微鏡主要由物鏡、目鏡、鏡筒、聚光器和一個照明燈組成。他用一個半球形單透鏡作為物鏡，一個平凸透鏡作為目鏡，鏡筒長15厘米，可以拉長，底下還有一隻燈用來照明，燈上附裝有一個球形聚光器。胡克就是用這台顯微鏡發現了軟木的細胞，並且清楚地觀察到了蜜蜂的小針和小鳥羽毛的部分構造。
荷蘭的列文虎克研製成功了高質量、高倍數的透鏡。據說，其中有的透鏡能將物體放大270倍。他製作的單透鏡顯微鏡，可觀察到泥土中的微生物、生存在牙齒上食物殘留中的生物及蝌蚪體內的血液循環。1683年他在英國皇家學會的《哲學學報》上發表了第一批細菌圖，但當時他並不知道這些東西是細菌，隻知道它們是活的，列文虎克稱它們為“小動物”。