Las bacterias se pueden clasificar en aerobios y anaerobios. La principal diferencia entre los dos es el hecho de que las bacterias aeróbicas requieren oxígeno para permanecer vivas, mientras que las bacterias anaeróbicas no dependen del oxígeno para los procesos metabólicos y la supervivencia. Si bien los aerobios pueden prosperar en hábitats que tienen abundante oxígeno, los anaerobios pueden morir en presencia de oxígeno. Este tipo de bacteria tiene una ventaja de crecimiento en áreas del cuerpo no expuestas al oxígeno y pueden convertirse en patógenos virulentos. La diferencia en la capacidad de utilizar oxígeno entre aerobios y anaerobios es importante en el tratamiento de infecciones corporales.
La clasificación de las bacterias puede basarse no solo en si necesitan o no oxígeno, sino también en cómo lo utilizan. Los aerobios obligados son microorganismos que necesitan oxígeno para sobrevivir y morir en su ausencia. Un ejemplo es la bacteria Bacillus anthracis. Los anaerobios obligados son organismos que mueren cuando se exponen al oxígeno, como Clostridium tetani y Clostridium botulinum, que causan tétanos y botulismo, respectivamente.
Los anaerobios facultativos pueden vivir en presencia o ausencia de oxígeno, pero prefieren usar oxígeno. Los ejemplos de este tipo incluyen Escherichia coli (E. coli) y Staphylococcus, o simplemente estafilococos. Los subtipos de E. coli, como el O157: H7, causan diarrea hemorrágica, mientras que el estafilococo es conocido por causar infecciones de la piel como forúnculos, foliculitis e impétigo. Cuando una laceración profunda de la piel se infecta con estafilococos, puede ocurrir una forma más grave de infección llamada celulitis.
Las otras dos clasificaciones son bacterias microaerófilas y bacterias aerotolerantes. Los microaerófilos pueden vivir en hábitats que tienen niveles más bajos de oxígeno en comparación con la atmósfera. Ejemplos de microaerófilos son Helicobacter pylori, que causa úlceras pépticas, y Borrelia burgdorferi, que causa la enfermedad de Lyme.
Las bacterias anaeróbicas aerotolerantes no tienen ningún uso para el oxígeno pero no se ven afectadas negativamente por su presencia. Un ejemplo es el género Lactobacillus, que normalmente se encuentra en el intestino, la piel y la vagina. Cuando las poblaciones de Lactobacillus en la vagina se agotan, las bacterias como Gardnerella vaginalis y Bacteroides se multiplican, lo que lleva a la vaginosis bacteriana.
Las bacterias se cultivan en un laboratorio de microbiología para proporcionar una pista importante de su identidad. En particular, cuando se cultiva en un tubo de ensayo, se pueden documentar las siguientes observaciones. Los aerobios obligados se acumulan en la superficie del medio de cultivo para maximizar la absorción de oxígeno, mientras que los anaerobios obligados se juntan en la parte inferior para mantenerse alejados del oxígeno. Las bacterias facultativas se acumulan cerca de la parte superior, mientras que los microaerófilos se acumulan cerca de la parte superior, pero no en la superficie. Los anaerobios aerotolerantes se distribuyen uniformemente a lo largo de la profundidad del medio.
Identificar si una bacteria es aerobia o anaerobia es importante en el tratamiento de infecciones bacterianas. El tratamiento de las infecciones causadas por bacterias anaeróbicas suele ser más complicado porque son resistentes a las terapias habituales con antibióticos. Por ejemplo, el tratamiento de bacterias como Bacillus fragilis normalmente incluye una combinación de antibióticos como piperacilina / tazobactam, imipenem / cilastatina, amoxicilina / clavulánico y metronidazol más ciprofloxacina o gentamicina.