В зависимости от строения клеточной стенки, бактерии делятся на грамположительные и грамотрицательные, названные по имени бактериолога Грама, открывшего особенности окраски клеток бактерий. Грамположительные бактерии окрашиваются по методу Грама в фиолетовый цвет (к ним относятся стофилококки, стрептококки, возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены и др.) Грамотрицательные не окрашиваются по этому методу (это менингококки, кишечная палочка и др.) Клеточная стенка представляет собой сетчатую структуру, различающихся у разных групп бактерии толщиной (многослойная и однослойная) и химическим составом. Основным компонентом, обеспечивающим ригидность клеточной стенки, гетерополимер «пептидогликан». Он состоит из углеводородного компонента и короткого пептида. Но имеются бактерии микроплазмы, не имеющие никакой клеточной стенки.

Цитоплазматическая мембрана, прокариотической клетки представляет собой белково-липидный комплекс, в котором 50-75% белков и 15-45% липидов. В настоящее время специалисты сходятся во мнении, что мембрана представляет собой жидкокристалическую структуру и не является симметричной, как это кажется под электронным микроскопом. Благодаря такой структуре она выполняет свои многочисленные функции. Прежде всего, барьерная, транспортная (переносит ионы и молекулы в клетку и из клетки) и энергетическая функции. На мембране локализованы ферменты, осуществляющие синтез молекул, обладающих высокоэнергетическими связями, энергия, которая нужна для катализа биологических реакций клетки. В цитоплазматической мембране «встроена» и дыхательная цепь – система переносчиков электронов. Поверхность клетки может быть покрыта полисахаридной или белковой капсулой. Для передвижения в живой среде некоторые клетки прокариот, как и эукариот обладают одним-двумя или многочисленными жгутиками. Иногда клетка бывает покрыта многочисленными ворсинками, которые наряду с капсульным материалом играют важную роль в прикреплении клетки к поверхности чего-либо.

Цитоплазма бактерий окружена плазматической мембраной, на внутренней поверхности которой локализованы многочисленные ферменты. В цитоплазме обнаруживают большое количество рибосом и гранулярных включений, а также один или два участка, где концентрируется ДНК.

Жгутики и фимбрии. Некоторые бактерии имеют очень тонкие и прочные спиральные жгутики, в несколько раз более длинные, чем сами клетки. Жгутики совершают быстрые вращательные движения и способствуют движению бактерий. Бактерии для своих размеров передвигаются очень быстро, за одну секунду они преодаливают расстояние равное примерно 20 диаметром самой бактериальной клетки.

Жгутики бактерий длинные 12-13 миллиметра, тонкие и волнообразно изогнутые. Диаметр их обычно 10-12 нм, поэтому их нельзя увидеть в световой микроскоп. У некоторых бактерий жгутики равномерно распределены по всей поверхности клетки, у других прикреплены к одному или к обоим концам. Каждый жгутик состоит из одной жёсткой молекулы белка флагеллина.

Фимбрии (ворсинки) короче и прямее, чем жгутики: их диаметр около 7,5-10нм. Фимбрии характерны главным образом для грамотрицательных бактерий. Полые ворсинки образуются на клетках во время конъюгации, однако их точная функция пока неизвестна. Возможно, они переносят ДНК или способствуют соединению клеток. В большинстве случаев ворсинки помогают, бактериям прикрепляется к определённым мембранам.