Bakteriler, esas olarak bölünerek üreme yoluyla çoğalırlar. Bölünerek üreme, eşeysiz üremenin bir şeklidir. Su, besin maddesi ve sıcaklığın uygun olduğu koşullarda bakteriler çok hızlı bir şekilde bölünür; bu bölünme her yirmi dakikada bir gerçekleşir. Böylece bakteri popülasyonu hızla artar. Ancak bu artış sürekli değildir. Zamanla ortam sıcaklığı artar, karbondioksit birikir ve besin maddeleri tükenir. Bu olumsuz koşullar bakteriler için öldürücü doza ulaştığında, üreme hızı düşer ve bakteri popülasyonları dengeye ulaşır.

Bakterilerin üreme çeşitlerinden biri de sporlanmadır. Bakteri türleri, yaşadıkları ortam şartları bozulduğunda endosporlar oluşturarak kötü koşulları atlatırlar. Endospor, kalıtım materyalinin çok az bir sitoplazma ile sert bir çeperle çevrilmiş halidir. Ortam şartları normale döndüğünde, çeper çatlar ve endospor aktif hale gelir, böylece yeni bir bakteri meydana gelir. Bu süreçte metabolik faaliyetler minimum seviyededir ve bakteriler uzun yıllar bu şekilde hayatta kalabilirler. Ayrıca, endosporlar soğuk ve sıcağa karşı dayanıklıdır.

Bakteri üremesinin bir diğer şekli de eşeyli üremedir. Eşeyli üreme sayesinde kalıtsal çeşitlilik artar ve değişen ortamlara uyum sağlama yeteneği gelişir. Eşeyli üreme esnasında, DNA yapıları farklı olan bakteriler yan yana gelerek aralarında geçici bir köprü oluşturur. Bu köprü aracılığıyla DNA parçalarını değiştirirler ve sonra ayrılarak bölünmeye devam ederler. Bu üreme şekli, çok hücreli canlıların üremesinden oldukça farklıdır; bakterilerde gamet oluşumu ve döllenme yoktur. Bakteriler, diğer canlılara göre çok daha kısa zamanda mutasyona uğrarlar. Bakterilerde görülen bu mutasyonlar genellikle zararlı ve öldürücü olmakla beraber, bazen olumlu sonuçlar da verebilir.

Bakteriler iki ana üreme şekline sahiptir:

Bölünerek üreme, bakterilerin hızlı şekilde çoğalmasını sağlar, ancak uygun çevre koşullarına bağlıdır. Eşeyli üreme ise genetik çeşitliliği artırarak bakterilerin adaptasyon yeteneğini geliştirir. Ayrıca, bazı bakteriler zor koşullarda hayatta kalabilmek için sporlanma yoluyla endospor oluştururlar.

Bu bilgiler ışığında, bakterilerin üreme mekanizmalarını anlamak, mikrobiyoloji ve biyoteknoloji alanlarında önemli avantajlar sağlar.