Die genaue Anzahl der Bakterienarten abzuschätzen ist mit der heutigen Technik nicht möglich. Um einer objektiven Zahl wirklich nahe zu kommen, brauchten die Menschen eine Maschine, die Boden, Wasser und Gestein in großen Mengen verarbeiten, die Bakterien aus ihrem Lebensraum isolieren und dann die Genome so vieler Bakterien wie möglich innerhalb der Probe sequenzieren könnte.
Da die Sequenzierung eines bakteriellen Genoms heute eine halbe Million US-Dollar kostet und einige Monate dauert, ist dies heute nicht machbar. Selbst wenn die Kosten um den Faktor einer Billion sinken, gibt es so viele Mikroben im Boden, dass eine solche Kategorisierung unerschwinglich wäre.
Anstatt ganze Genome zu sequenzieren, verwenden Bakterienuntersuchungen Schnipsel, um zwischen verschiedenen Arten zu unterscheiden. Dies ist kostengünstiger als die Sequenzierung des gesamten Genoms. Eine Umfrage ergab 20,000 Bakterienarten in 1 Quart (etwa 1 Liter) Meerwasser.
Ein anderer Ansatz zur Bestimmung der Bakterienmenge in einer Probe ist die Verwendung einer als DNA-Reassoziation bezeichneten Technik. Bei der DNA-Reassoziation verwenden Wissenschaftler Chemikalien, um die beiden Stränge der Doppelhelix in bakterieller DNA zu „entpacken“ und dann zu vermischen. Kompatible DNA-Stränge verbinden sich wieder miteinander. Je länger der Reassoziationsprozess dauert, desto mehr Arten sind in der Probe vorhanden. Diese Zeitmessungen können verwendet werden, um die bakterielle Biodiversität im Ozean oder Boden abzuschätzen.
Als diese Technik Ende der 1990er Jahre auf eine Bodenprobe angewendet wurde, wurden 16,000 Arten gefunden. Diese Technik beinhaltete die Annahme, dass die Populationen verschiedener Bakterienarten ungefähr ähnlich waren, was jedoch heute als falsch bekannt ist. Eine aktualisierte Umfrage von Jason Gans ergab, dass pro 0.035 Unzen (1 Gramm) Boden etwa eine Million Bakterienarten vorkommen. Während im Boden nur wenige Bakterienarten vorherrschen, gibt es eine Vielzahl von Arten mit geringer Häufigkeit.
Ein anderer Ansatz besteht darin, mathematische Modelle von Artenvielfaltskurven zu verwenden, um die Gesamtzahl der Arten in einer bestimmten Stichprobe aus Informationen über die Häufigkeit einiger Spitzenarten zu extrapolieren. Ein Papier von Curtis, Sloan und Scannel aus dem Jahr 2002, „Estimating Prokaryotic Biodiversity and Its Limits“, schätzte die Zahl der ozeanischen Bakterientaxa auf weniger als 2 Millionen, die Zahl der Bodentaxa auf mindestens 4 Millionen und die Zahl der atmosphärischen Taxa auf mindestens 4 Mio. Diese Studie ging davon aus, dass die Bakterienvielfalt in einem Gramm Boden nur 6,400 bis 38,000 pro Gramm beträgt, viel weniger als in der DNA-Reassoziationsstudie gefunden.
Derzeit reichen die Schätzungen der Gesamtzahl der Arten von etwa 10 Millionen bis zu einer Milliarde, aber diese Schätzungen sind vorläufig und können um viele Größenordnungen abweichen. Zum Vergleich: Es gibt wahrscheinlich zwischen 10 und 30 Millionen Tierarten, die überwiegende Mehrheit davon Insekten. Die Zahl der wissenschaftlich anerkannten Tierarten beträgt etwa 1,250,000. Es gibt fast 300,000 anerkannte Pflanzenarten.