Bakteri berkembangbiak dengan cara membelah diri secara biner. Pada kondisi yang menguntungkan bakteri membelah dengan sangat cepat, yaitu antara 15 - 20 menit. Sehingga dalam waktu satu hari jumlahnya menjadi jutaan
Selain dengan pembelahan biner juga dapat berkembangbiak secara seksual yang berbeda dengan perkembangbiakan organisme eukariota. Ada yang menyebutnya paraseksual, yaitu bukan merupakan peleburan gamet jantan dan gamet betina, tetapi berupa pertukaran materi genetik yang disebut dengan rekombinasi genetik. ADN yang terbentuk hasil rekombinasi kedua gen tersebut dinamakan gen rekombinan. Rekombinasi genetik ini dibedakan menjadi tiga cara, yaitu: transformasi, transduksi, dan konjugasi

1. Transformasi
   Dengan ditemukannya transformasi pada bakteri dapat dibuktikan bahwa ADN merupakan bahan genetik. Selanjutnya penemuan ini menjadi kunci dalam biologi molekul dan genetika modern.
   Pada proses transformasi fragmen ADN bebas bakteri dimasukkan ke dalam sel bakteri resepien (penerima), selanjutnya fragmen ADN ini bersatu dengan genom resepien. Hanya strain-strain kompeten (“Competent”) dari genera-genera bakteri tertentu yang dapat ditransformasikan. Strain kompeten ialah suatu sel bakteri yang dapat mengambil suatu molekul ADN dan mentransformasikannya, misalnya: Streptococcus pneumonia, Bacillus, Haemopphilus, Neisseria dan Pseudomonas.
   Mekanisme transformasi sebagai berikut ADN donor ditarik oleh sel resepien, kemudian ADN donor terpisah menjadi dua, ADN resepien sebagian lepas meninggalkan tempatnya, selanjutnya ADN donor menggantikan tempat ADN resepien yang ditinggalkannya tersebut. Sehingga terbentuklah ADN rekombinan hasil hibrid antara ADN donor dengan ADN resepien. Selanjutnya ADN rekombinan melakukan replikasi untuk berkembang biak. Proses transformasi ini diketahui pertama kali oleh Frederick Griffith
2. Transduksi
   Proses transduksi ini diketemukan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada tahun 1952. Reproduksi bakteri cara ini tidak melalui kontak langsung dua bakteri, tetapi diperlukan adanya materi sebagai perantara yaitu virus yang hidup pada inang bakteri (Bacteriofage).
3. Konjugasi
   Pada proses konjugasi diperlukan kontak langsung antara sel donor dengan sel resepien agar terjadi pemindahan bahan genetik. Pada proses konjugasi dapat dipindahkan bahan genetik yang lebih panjang. Kemampuan untuk bertindak sebagai donor atau resepien ditentukan oleh materi genetik disebut faktor kelamin (“faktor seks”) atau faktor F Sel resepien dinyatakan dengan F. Proses konjugasi hanya dapat ditunjukkan pada bakteri Gram negatip, misalnya: Escherichia, Shigella, Salmonella, Pseudomonas aeruginea.
   Pertumbuhan bakteri dipengaruhi beberapa faktor antara lain: suhu, kelembaban, cahaya matahari, zat kimia, ketersediaan cadangan makanan dan zat sisa metabolisme.