תוֹכֶן
לעתים קרובות נחשב כצורות החיים הפשוטות ביותר, חיידקים מהווים קבוצה מגוונת של אורגניזמים. המגוון של החיידקים הביא לחלוקה של קבוצה זו לשני תחומי חיים, ה- Eubacteria ו- Archaea. למרות גיוון זה, חיידקים חולקים מספר מאפיינים, ובעיקר בעלי תאים פרוקריוטיים. בנוסף, ישנם מספר מאפיינים כמו הרכב דופן התא המשותף לרבים בין האובקטריה והארכיאנים, אם כי קיומם של כמה חיידקים ללא מאפיינים כמעט כל-כך ידועים מדגישים את המגוון שלהם.
חד תאיים
אולי המאפיין הכי פשוט של חיידקים הוא קיומם כאורגניזמים חד תאיים. בעוד שרוב החיידקים, הארכאיים והאיבקטריה כאחד, מבלים את כל מחזור החיים המיקרוסקופי שלהם כתאים בודדים עצמאיים, חלקם כמו המיקרובקטריה השוכנת בקרקע יהוו גופי פרי רב-תאיים כחלק ממעגל החיים שלהם.
אורגנלים נעדרים
תאים אוקיארוטים, כמו אלה של צמחים, בעלי חיים ופטריות, הם בעלי גרעין כבול ממברנה הממדר את תאי ה- DNA משאר התא. פונקציות אחרות בתוך תאים אלה משבצות גם את האברונים הקשורים לקרום ממברנה, כמו מיטוכונדריה לנשימה תאית וכלורופלסטים לפוטוסינתזה. חיידקים חסרים גרעין ואברונים מורכבים בתאים שלהם. זה לא אומר כי חיידקים אינם בעלי ארגון פנימי, מכיוון ש- DNA שלהם לרוב משודר לאזור בתא החיידק המכונה נוקלאואיד. עם זאת, חשוב לציין כי הגרעין אינו מופרד פיזית משאר התא על ידי קרום.
קרום פלזמה
בעוד שממברנות פלזמה נפוצות בכל תאים חיים אחרים, ממברנות אלה אינן תכונה של חיידקים. היעדר האברונים הפנימיים משליך פונקציות רבות המתרחשות בתוך תאים אוקיורוטיים המתרחשים על קרום הפלזמה של חיידקים. לדוגמא, פרישות מיוחדות של קרום הפלזמה מאפשרות לחיידקים פוטוסינתטיים לבצע את התגובות התלויות באור של פוטוסינתזה שאותן עורקים פוטוסינתטיים פועלים על הממברנות התקלואידים בתוך הכלורופלסט.
קירות תא
קיר תא פפטידוגליקני הוא תכונה נפוצה בקרב eubacteria. קיר תא זה עוטף את תא החיידקים, מספק כוח ומונע קרע בסביבות משתנות. אחת הבדיקות הבסיסיות שבוצעו בזיהוי חיידקים היא כתם גראם, המקטלג את האובקטריה כגרם חיובי או גרם שלילי על סמך יכולתו של דופן התא לשמור על צבע סגול קריסטל. דופן התא היא היעד של הפניצילין האנטיביוטי ונגזרותיו. הפניצילין מעכב את היווצרות דופן התא ויכול להרוס את הדפנות, במיוחד בחיידקים הגדלים במהירות ומתרבה. שוב מדגישים את המגוון הנמצא בקבוצה זו, לא כל החיידקים החיידקים בעלי קיר תא פפטידוגליקני. בדופן התא של כלמידיה חסר פפטידוגליקאן. Mycoplasma חסר כל קיר התא. ארכאים מחזיקים גם בדופן תא אך משתמשים בחומרים שאינם פפטידוגליקן.
DNA
הכרומוזומים המרובים, הליניאריים המיוצגים לעיתים קרובות באופן גרפי בספרי ביולוגיה הם ספציפיים לאוקריוטים. מנגד, ארכאים וגם eubacteria הם בעלי כרומוזום חד-מעגלי ורצף DNA קצר בהרבה מזה שנמצא באיקריוטות. ניתן להסביר באופן חלקי את רצף ה- DNA הקצר יותר על ידי המורכבות המופחתת יחסית של תאי חיידקים אך גם נובעת מהנוכחות המופחתת של אינטרונים - קטעים של גן שמוסרים במהלך תרגום ה- DNA לחלבון. הגנום של החיידק מוגבר על ידי שברי DNA קטנים יותר המכונים פלסמידים, אם כי אלה אינם ייחודיים לחיידקים ונמצאים גם באיקריוטות. פלסמידות משוכפלים בתא החיידק ללא תלות בכרומוזום החיידקי ועשויים להחליף בין אורגניזמים חיידקיים שונים. פלסמידים עשויים להקנות תכונות לתא המארח כמו עמידות לאנטיביוטיקה.