Baktērijas var iedalīt aerobās un anaerobās. Galvenā atšķirība starp abām ir fakts, ka aerobām baktērijām ir nepieciešams skābeklis, lai paliktu dzīvas, savukārt anaerobās baktērijas nepaļaujas uz skābekli vielmaiņas procesos un izdzīvošanai. Lai gan aerobi spēj attīstīties biotopos, kuros ir daudz skābekļa, anaerobi var nomirt skābekļa klātbūtnē. Šāda veida baktērijām ir izaugsmes priekšrocības ķermeņa zonās, kas nav pakļautas skābekļa iedarbībai, un tās var kļūt par virulentiem patogēniem. Ķermeņa infekciju ārstēšanā svarīga ir atšķirība starp aerobu un anaerobu spēju izmantot skābekli.
Baktēriju klasifikācija var būt balstīta ne tikai uz to, vai tām ir nepieciešams skābeklis, bet arī uz to, kā tās to izmanto. Obligātie aerobi ir mikroorganismi, kuriem ir nepieciešams skābeklis, lai izdzīvotu un mirst, ja tā nav. Piemērs ir baktērija Bacillus anthracis. Obligātie anaerobi ir organismi, kas mirst, pakļaujoties skābekļa iedarbībai, piemēram, Clostridium tetani un Clostridium botulinum, kas izraisa attiecīgi stingumkrampjus un botulismu.
Fakultatīvie anaerobi var dzīvot gan skābekļa klātbūtnē, gan bez tā, bet dod priekšroku skābekļa lietošanai. Šāda veida piemēri ir Escherichia coli (E. coli) un Staphylococcus vai vienkārši stafilokoki. E. coli apakštipi, piemēram, O157:H7, izraisa hemorāģisku caureju, savukārt stafilokoks ir zināms, ka izraisa ādas infekcijas, piemēram, vārās, folikulītu un impetigo. Kad dziļa ādas plīsums tiek inficēts ar stafilokoku, var rasties smagāka infekcijas forma, ko sauc par celulītu.
Pārējās divas klasifikācijas ir mikroaerofilās baktērijas un aerotolerantās baktērijas. Mikroaerofīli var dzīvot biotopos, kuros skābekļa līmenis ir zemāks nekā atmosfērā. Mikroaerofilu piemēri ir Helicobacter pylori, kas izraisa peptiskas čūlas, un Borrelia burgdorferi, kas izraisa Laima slimību.
Aerotolerantās anaerobās baktērijas neizmanto skābekli, taču tās negatīvi neietekmē. Piemērs ir Lactobacillus ģints, kas parasti atrodas zarnās, ādā un maksts. Kad Lactobacillus populācijas makstī izsīkst, baktērijas, piemēram, Gardnerella vaginalis un Bacteroides, vairojas, izraisot bakteriālu vaginozi.
Baktērijas tiek kultivētas mikrobioloģijas laboratorijā, lai sniegtu svarīgu norādi par to identitāti. Jo īpaši, audzējot mēģenē, var dokumentēt šādus novērojumus. Obligātie aerobi pulcējas uz barotnes virsmas, lai maksimāli palielinātu skābekļa absorbciju, savukārt obligātie anaerobi pulcējas apakšā, lai izvairītos no skābekļa. Fakultatīvās baktērijas pulcējas augšpusē, savukārt mikroaerofili pulcējas augšpusē, bet ne virspusē. Aerotoleranti anaerobi ir vienmērīgi izkliedēti visā barotnes dziļumā.
Bakteriālu infekciju ārstēšanā ir svarīgi noteikt, vai baktērija ir aeroba vai anaeroba. Anaerobo baktēriju izraisītu infekciju ārstēšana bieži vien ir grūtāka, jo tās ir izturīgas pret parasto antibiotiku terapiju. Piemēram, tādu baktēriju kā Bacillus fragilis ārstēšana parasti ietver kombinētas antibiotikas, piemēram, piperacilīnu/tazobaktāmu, imipenēmu/cilastatīnu, amoksicilīnu/klavulanātu un metronidazolu un ciprofloksacīnu vai gentamicīnu.