细菌和其他生物细胞的化学组成相似，由水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸等组成。
细菌体内还含有一些特有的化学物质，如肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸（DAP）、吡啶二羧酸（DPA），2-酮基-3-脱氧辛酸（KDO）、脂多糖（LPS）等医学|教育网搜集整理。
细菌含有核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两种核酸。RNA主要存在于胞质中，占细菌干重的l0％；DNA则存在于染色体和质粒中，占细菌干重的3%左右。DNA作为细菌的遗传物质是指导细菌新陈代谢、生长繁殖和遗传变异的物质基础。细菌的DNA碱基配对是腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）。每种细菌DNA中的G+C含量摩尔百分比有一定范围，变化不大，不受菌龄和外界环境因素的影响，故可作为细菌分类的一个重要依据。
