营养需求
其他生物体和细菌的细胞具有相同的化学组成基础。水、蛋白质占细菌化学成分的80%，此外还有多糖、脂类、核酸、黏肽以及低分子量分子。细菌生存和生长所需的最低条件包括水、碳、氮以及一些盐类。在细胞内，水有助于营养物质和废物的运输。根据营养需求及其合成必需代谢物的能力，细菌可以被分类为不同的营养类型。利用阳光作为能量的细菌被称为光养菌；而化能菌则通过化学反应获取能量。细菌需要无机盐的供应。它们需要钠、钾、镁、铁、钙等阴离子，以及磷酸盐和硫酸盐等阳离子。某些细菌可能还需要微量的钴。某些有机化合物也是细菌生长所必需的，尽管所需量极微。这些化合物通常被称为“细菌维生素”，即生长因子。没有这些生长因子，细菌无法生长。即使不是细菌生长的绝对必需品，但生长因子也能促进其生长。细菌还需要维生素来保证营养，例如维生素B12和叶酸。例如，硫胺素、核黄素、吡哆醇、烟酸和胞嘧啶都是细菌生长所需的B族维生素。
用于培养基的原材料及其他要求
二分裂是细菌繁殖的方式。当细菌细胞生长到一定大小时，会分裂成两个子细胞。第一次分裂发生在细胞核层面，第二次分裂发生在细胞层面。在生长条件适宜的细菌群体中，世代时间或群体倍增时间决定了两次连续分裂之间的间隔。大多数具有医学意义的细菌（包括大肠杆菌）的复制周期大约为20分钟。生长缓慢的细菌繁殖速度更慢；结核杆菌每次分裂需要约20小时；而麻风杆菌的分裂周期则可长达20天。在液体培养基中，细菌经过几次细胞分裂后开始生长。当营养物质耗尽或有毒物质积累时，细菌的繁殖就会停止。这一过程被称为“批次培养”。通过使用特殊的装置来补充营养物质和清除细菌（如化学恒化器或浊度恒化器），可以维持细菌的连续培养，以满足工业或研究需求。在某些情况下，细菌可以在组织中繁殖，从而形成介于批次培养和连续培养之间的状态。尽管营养物质充足，细菌仍需应对宿主的防御机制。通常，当细菌在固体培养基（如血液琼脂、麦康凯琼脂）上生长时，会形成菌落。菌落是由母细胞繁殖而来的细胞群。液体培养基则有利于细菌的扩散性生长。
细菌细胞的生长情况（大小或数量）取决于所采用的测量方法。细菌的数量可以通过逐一计数每个细胞来获得。既可以计算细菌的总数，也可以计算活菌的数量。无论这些细胞是活的还是死的，总数都能反映样本中细菌的数量。有多种方法可以用来计数细菌，例如在计数室中用显微镜直接计数。只有能够繁殖的活细胞才会被计入活菌数量中。