I batteri, come tutte le cellule viventi, richiedono energia e sostanze nutritive per costruire proteine e membrane strutturali e guidare processi biochimici. I batteri richiedono fonti di carbonio, azoto, fosforo, ferro e un gran numero di altri minerali. Il carbonio, l'azoto e l'acqua sono utilizzati in quantità maggiori. I requisiti nutrizionali per i batteri possono essere raggruppati in base alla fonte di carbonio e alla fonte di energia.
Autotrophs
Gli autotrofi sono batteri che ottengono la loro nutrizione da composti inorganici. L'anidride carbonica è in genere l'unica fonte di carbonio cellulare. Gli autotrofi utilizzeranno idrogeno solforato, ammoniaca o gas idrogeno per ridurre il carbonio negli zuccheri necessari. I batteri nitrificanti, che ossidano l'ammoniaca per creare nitriti e nitrati, sono un esempio di batteri che usano la nutrizione autotrofa.
Eterotrofi
Batteri che richiedono fonti organiche di carbonio come zuccheri, grassi e amminoacidi sono definiti eterotrofi. I batteri saprofiti sono un esempio. Raggiungono la loro nutrizione dalla sostanza organica morta. Usando gli enzimi, questi batteri rompono i propri composti complessi e usano i nutrienti per rilasciare energia. I batteri saprofiti sono essenzialmente dei decompositori e svolgono un ruolo importante nell'ecosistema rilasciando prodotti più semplici che piante e animali possono usare.
Phototrophs
I batteri fototropici assorbono l'energia della luce, quindi utilizzarla nella fotosintesi per creare il cellulare energia. Esistono due tipi di fototrofi; quelli che non producono ossigeno come sottoprodotto sono definiti fototropi anaerobici, mentre quelli che producono ossigeno sono chiamati fototrofi aerobici. Sia gli autotrofi che gli eterotrofi possono essere fototrofi. I cianobatteri sono un esempio di batteri che eseguono la nutrizione fotoautotrofa.
Chemotrophs
Questi batteri ottengono energia chimica dai loro dintorni e la convertono in adenosina trifosfato (ATP) per uso cellulare. I chemotri forniscono energia dalle reazioni di riduzione dell'ossidazione di composti inorganici quali ammoniaca, idrogeno solforato e ferro. Per esempio, i batteri dello zolfo sono una chemioautotropa che produce energia ossidando l'idrogeno solforato in zolfo e acqua.
Lithotrophs
I litotrofi sono batteri che usano composti inorganici ridotti come donatore di elettroni (donatore di H) in respirazione anaerobica o aerobica.