Bakteri adalah organisme bersel tunggal yang memiliki struktur sel prokariotik. Sementara sel bakteri bervariasi dalam beberapa elemen struktural, seperti ukuran dan bentuk, mereka semua memiliki sifat umum prokariota. Sel prokariotik khas karena mereka tidak memiliki inti atau organel lain yang terikat oleh membran.
Sel bakteri dilindungi dan dikandung oleh dinding sel, yang terbuat dari peptidoglikan, polimer gula dan protein. Bakteri dengan dinding sel tebal disebut sebagai gram positif, sedangkan bakteri dengan dinding sel tipis yang dikelilingi oleh membran lipid disebut gram negatif. Dinding sel melindungi sel dari efek tekanan turgor, yang dihasilkan dari konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi di dalam sel dibandingkan dengan lingkungan sekitar sel.
Beberapa sel bakteri memiliki struktur eksternal. Flagela, yang panjang, struktur fleksibel yang terbuat dari protein flagelin, memanjang keluar dari dinding sel dan memberi sel bakteri motilitas tambahan. Pili dan fimbra adalah tabung pendek protein yang ditemukan di antara Proteobacteria dan memungkinkan sel bakteri untuk menempel pada substrat atau sel bakteri lain.
Memisahkan sitoplasma, atau cairan internal sel, dari dinding sel adalah membran sel. Membran ini berperan sebagai mediator dalam transpor bahan masuk dan keluar sel. Membran sel bakteri adalah lapisan ganda fosfolipid yang terdiri dari asam lemak dan hanya dapat ditembus oleh ion dan molekul tertentu.
Bagian dalam sel bakteri cukup sederhana, karena sel prokariotik tidak mengandung banyak struktur internal. Informasi genetik sel bakteri dikodekan dalam struktur superkoil asam deoksiribonukleat (DNA) yang tersuspensi di wilayah yang dikenal sebagai nukleoid. Kromosom bakteri biasanya berbentuk lingkaran.
Potongan kecil DNA lainnya yang dikenal sebagai plasmid mengapung secara independen di sitoplasma terlepas dari kromosom utama. Fragmen-fragmen ini mengkode sifat-sifat yang tidak esensial dan dapat dipertukarkan antar bakteri. Kurangnya nukleus yang terikat membran memungkinkan DNA dalam sel bakteri untuk berinteraksi lebih langsung dengan ribosom, yang bertanggung jawab untuk proses translasi, atau transfer data genetik.
Ribosom dan kromosom bakteri adalah struktur intraseluler paling dasar yang ditemukan di sitoplasma sel bakteri, meskipun beberapa jenis bakteri memiliki struktur yang lebih rumit. Misalnya, beberapa jenis plankton bakteri memiliki vesikel gas di dalam selnya, yang memungkinkan mereka untuk menyesuaikan daya apungnya di dalam air. Filamen struktural yang terdiri dari sitoskeleton juga telah diamati dalam sel bakteri.