细菌个体微小，需借助光学显微镜观察，大小通常用显微测微尺测量，单位为微米。电子显微镜观察细胞构造或更小微生物时，需用纳米为单位。球菌大小以其直径表示，杆菌、螺旋菌大小以宽度x长度表示。螺旋菌长度计算其自然弯曲状长度，而非真正长度。细菌大小差异大，一般不超过几个微米，大多数球菌直径0.20~1.25微米。杆菌大小在0.20~1.25微米x0.30~8微米间，产芽抱杆菌通常更大。螺旋菌大小通常为0.30~1微米x5.0微米。测量结果可能不一致，因细菌个体大小差异及固定、染色方法不同。细菌大小记载通常为平均值或代表值。

影响细菌形态变化的因素同样影响其大小，幼龄菌体一般比成熟或老龄菌体大得多，但宽度变化不明显。细菌细胞大小还可能与代谢产物的积累或培养基中渗透压增加有关。

细菌是单细胞原核生物，形态多样。细菌具有球状、杆状和螺旋状三种基本形态，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。此外，细菌还存在不规则形态。

球菌形态多样，可分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌和八叠球菌。杆菌大小、长短、粗细差别大，多数呈直杆状，也有稍弯或链状排列的杆菌。杆菌两端多呈钝圆形，少数两端平齐或尖细。有的杆菌末端膨大成棒状，称为棒状杆菌；有的近于椭圆形，称为球杆菌；有的常呈分枝生长趋势，称为分枝杆菌；有的末端常呈分叉状，称为双歧杆菌。

螺形菌为一类有动力、螺旋形或弧形的革兰阴性杆菌，形态分为弧菌属、螺菌属、螺杆菌属和弯曲菌属。弧菌属菌体弯曲成弧形或逗点状，螺菌属菌体有两个以上弯曲，螺杆菌属菌体连续弯曲呈螺旋状，弯曲菌属菌体呈U形、S形等。

细菌形态受环境因素影响大。观察细菌大小和形态时，应选择适宜生长条件下的对数生长期细菌。