Những hình dạng chủ yếu của vi khuẩn là hình cầu, hình que, hình dấu phẩy, hình xoắn, hình có ống, hình có sợi...
Ở vi khuẩn hình cầu (cầu khuẩn - coccus) tuỳ theo hướng của mặt phẳng phân cắt và cách liên kết mà ta có: song cầu khuẩn (Diplococcus), liên cầu khuẩn (Strepto-coccus), tứ cầu khuẩn (Graffkya), tụ cầu khuẩn (Staphylococcus).
Ở vi khuẩn hình que- trực khuẩn (Bacillus); Bacterium có thể gặp dạng đơn, dạng đôi, dạng chuỗi...
Ở vi khuẩn hình xoắn có dạng hình dấu phẩy: phẩy khuẩn (Vibrio), hình xoắn thưa (Xoắn khuẩn- Spirillum) , hình xoắn khít (Xoắn thể- Spirochaetes).
Ngoài ra, còn có thể gặp các hình dạng khác của vi khuẩn (hình khối vuông, khối tam giác, khối hình sao...). Chi Beggiatoa và Saprospira có tế bào nối dài dạng sợi, chi Caryophanon có tế bào hình đĩa xếp lồng vào nhau như một xâu các đồng xu.
Tế bào vi khuẩn đều rất nhỏ và rất nhẹ. Một tỉ trực khuẩn đại tràng Escherichia coli mới có 1 mg.
Tiên mao (hay lông roi) là những sợi lông dài, uốn khúc, mọc ở mặt ngoài của một số vi khuẩn có tác dụng giúp các vi khuẩn này có thể chuyển động trong môi trường lỏng.
Vi khuẩn di động trong môi trường lỏng theo kiểu nào phụ thuộc vào nhiều lý do khác nhau, nhiều khi hoàn toàn là ngẫu nhiên. Cũng không ít trường hợp là do tìm đến hay tránh khỏi một số yếu tố nào đó. Ví dụ tìm đến nguồn thức ăn, tìm tới chỗ có ánh sáng, tránh chỗ có hoá chất độc hại.
Vi khuẩn Gram âm (G- ) thường có khuẩn mao, giúp vi khuẩn bám vào giá thể (màng nhầy của đường hô hấp, đường tiêu hoá...). Rất nhiều vi khuẩn G- có khuẩn mao là các vi khuẩn gây bệnh.
So với các sinh vật khác, vi khuẩn có tốc độ sinh sản cao và ở điều kiện tối ưu, sự phát triển nhân đôi tế bào xảy ra trong vòng 20 ¸ 30 phút.
Vi khuẩn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vi sinh khi sản xuất axit amin, vitamin, chất bảo vệ thực vật, làm sạch dòng nước thải bằng phương pháp sinh học. Dùng vi khuẩn để sản xuất các chế phẩm protein từ metan và hydro là một trong những hướng có triển vọng.
PGS.TSKH Lê Văn Hoàng