Bakterier kan delas in i aeroba och anaeroba. Den största skillnaden mellan de två är det faktum att aeroba bakterier kräver syre för att förbli vid liv, medan anaeroba bakterier inte är beroende av syre för metaboliska processer och överlevnad. Medan aerober kan frodas i livsmiljöer som har rikligt med syre, kan anaerober dö i närvaro av syre. Denna typ av bakterier har en tillväxtfördel i områden av kroppen som inte exponeras för syre, och de kan bli virulenta patogener. Skillnaden i förmåga att utnyttja syre mellan aerober och anaerober är viktig vid behandling av kroppsinfektioner.
Klassificeringen av bakterier kan baseras inte bara på om de behöver syre eller inte, utan också på hur de använder det. Obligat aerober är mikroorganismer som behöver syre för att överleva och dö i dess frånvaro. Ett exempel är bakterien Bacillus anthracis. Obligate anaerober är organismer som dör när de utsätts för syre, som Clostridium tetani och Clostridium botulinum, som orsakar stelkramp respektive botulism.
Fakultativa anaerober kan leva i närvaro eller frånvaro av syre, men föredrar att använda syre. Exempel på denna typ inkluderar Escherichia coli (E. coli) och Staphylococcus, eller helt enkelt staph. Undertyper av E. coli, såsom O157:H7, orsakar hemorragisk diarré, medan staph är känd för att orsaka hudinfektioner som bölder, follikulit och impetigo. När en djup hudsår blir infekterad med staph kan en allvarligare form av infektion som kallas cellulit uppstå.
De andra två klassificeringarna är mikroaerofila bakterier och aerotoleranta bakterier. Mikroaerofiler kan leva i livsmiljöer som har lägre nivåer av syre jämfört med atmosfären. Exempel på mikroaerofiler är Helicobacter pylori, som orsakar magsår, och Borrelia burgdorferi, som orsakar borrelia.
Aerotoleranta anaeroba bakterier har ingen användning för syre men påverkas inte negativt av dess närvaro. Ett exempel är släktet Lactobacillus, som normalt finns i tarmen, huden och slidan. När populationerna av Lactobacillus i slidan blir utarmade, förökar sig bakterier som Gardnerella vaginalis och Bacteroides, vilket leder till bakteriell vaginos.
Bakterier odlas i ett mikrobiologiskt laboratorium för att ge en viktig ledtråd om deras identitet. I synnerhet när de odlas i ett provrör kan följande observationer dokumenteras. Obligatoriska aerober samlas på ytan av odlingsmediet för att maximera syreabsorptionen, medan obligatoriska anaerober samlas på botten för att hålla sig borta från syre. Fakultativa bakterier samlas nära toppen, medan mikroaerofiler samlas nära den övre delen, men inte på ytan. Aerotoleranta anaerober är jämnt spridda längs mediets djup.
Att identifiera om en bakterie är en aerob eller en anaerob är viktigt vid behandling av bakterieinfektioner. Behandling av infektioner orsakade av anaeroba bakterier är ofta mer utmanande eftersom de är resistenta mot vanliga antibiotikabehandlingar. Till exempel inkluderar behandling av bakterier såsom Bacillus fragilis vanligtvis kombinationsantibiotika såsom piperacillin/tazobactam, imipenem/cilastatin, amoxicillin/klavulanat och metronidazol plus ciprofloxacin eller gentamicin.