الخلية البكتيرية قد يكون للخلية البكتيرية ثلاث طبقات واقية كحد أقصى. تحيط هذه الطبقات بالحشوة التي تحتوي على الجسم النووي. وتمتد أسواط تشبه الشعر من خلال الطبقات وتساعد البكتيريا على الحركة.
تحيط بجميع أنواع البكتيريا تقريبًا طبقة واقية تسمى جدار الخلية. ويُعطي جدار الخلية البكتيريا شكلها ويساعدها على العيش في بيئات متعددة. يحيط ببعض الأنواع، إضافة إلى ذلك، حافظة، وهي طبقة لزجة خارج جدار الخلية. وتجعل هذه الحافظة الخلية مُقاوِمة للمواد الكيميائية الفتَّاكة.
وتحتوي جميع البكتيريا على غشاء الخلية، وهو بِنْيَة مطاطة تشبه الكيس داخل جدار الخلية. وتدخل جزيئات الطعام الصغيرة الخلية من خلال فتحات هذا الغشاء، ولكن لايمكن لجزيئات الطعام الكبيرة أن تمر من خلاله. ويوجد داخل الغشاء، السيتوبلازم، وهي مادة رخوة تشبه الهلام. وتحتوي السيتوبلازم على مواد كيميائية كثيرة تسمى الإنزيمات، تساعد على تحلُّل الطعام وبناء أجزاء الخلية.
وتحتوي خلايا البكتيريا، مثل خلايا جميع الكائنات الحية، على د ن أ (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) الذي يتحكم في نمو الخلية، وتكاثرها وجميع النشاطات الأخرى. يشكل د ن أ الخلية البكتيرية، منطقة من السيتوبلازم تُسمى الجسم النووي. وفي جميع الكائنات الحية الأخرى، ماعدا الطحالب الخضراء المزرقة، يوجد د ن أ داخل النواة. وهو جزء من الخلية يفصله عن السيتوبلازم غشاء.