1665年，荷兰微生物学家列文虎克在发明显微镜，然后他放大了从不刷牙的老人的牙垢上提取的物质，观察到细菌，但对细菌缺乏了解的当代科学界认为细菌是凭空产生的。
直到19世纪60年代，法国微生物学家巴斯德，演示了曲颈瓶实验，得到了细菌来源的启示。
他把未处理过的肉汤分别装入两个烧瓶里，一个烧瓶是普通圆底烧瓶，瓶口短而朝上裸露；另一个烧瓶是瓶颈弯曲、颈长而细的曲颈瓶。加热肉汤至沸腾再冷却。两组实验烧瓶都没有塞住瓶口，敞露在空气中，外界空气可以与瓶内液体表面接触。静止两个烧瓶，并观察。由于细菌很难进入曲颈瓶而易于进入普通烧瓶，直至四年后，曲颈瓶内仍然观察不到微生物的产生，没有变质、腐烂。而在第三天，普通烧瓶已经产生可观测到的微生物。
由此得到细菌是由已有细菌产生的，在没有细菌的环境不能凭空产生。著名的“巴氏消毒法”就是来源于此。巴斯德在一生的研究中曾研制出霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗，促进了微生物学的兴起，被誉为“微生物之父”。
细菌主要结构包括细胞膜、细胞质、核糖体等，部分细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5~5μm之间。
并可根据形状分为三类，如下图分别为：球菌、杆菌和螺旋菌。
按细菌的生活方式来分类，可分为两类：自养菌和异养菌，自养细菌就是靠像绿色植物那样,利用自己制造的有机物来维持生活，如硫细菌，异养菌自身不能将无机物合成有机物，通过摄取外界的有机物来提供养分，如大肠杆菌。而异养菌又可以分为腐生菌和寄生菌。腐生细菌能是分解无生命的有机物，如枯草杆菌，寄生细菌是生活在另一个生物中靠摄取寄主营养而生存，如痢疾杆菌和大肠杆菌。
根据不同的划分方法，还可以把细菌分为需氧和厌氧，喜冷、常温和喜高温等不同的种类。虽然渺小到难以观察，但细菌在充斥在自然界每一个角落，甚至与其他生物共生。人体身上也带有相当多的细菌。调查显示，人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的10倍。
细菌对环境，人类和动物是一把双刃剑。在人体中，一些细菌作为病原体，导致了破伤风、伤寒、肺炎、梅毒、霍乱和肺结核等疾病。有益的细菌，比如有的能与酵母菌及其他种类的真菌一起用于发酵食物，有的能降解多种有机化合物的能力也常被用来清除污染。
细菌结构相对其他生物较为简单，因此一般以二分裂法进行无性繁殖，少数细菌分枝繁殖。在适宜外界环境下，细菌繁殖速度极快，分裂周期仅需要20～30分钟。例如，大肠杆菌的繁殖时长约为20分钟，理想条件下8小时后，1个细胞可繁殖200万个大肠杆菌，10小时后可超过10亿，24小时后，细菌繁殖的数量可就超过计量范围了。
由此看来，有害细菌进入身体将产生严重后果。通常情况下，机体的免疫系统可以有效抵御病原体。勤洗手，伤口包扎等等，物理的手段都可以避免细菌的入侵，当细菌进入身体以后，也可以选择抗生素的药物治疗。
