Binäre Spaltung ist der Hauptprozess, durch den sich Bakterien ungeschlechtlich vermehren. Es kann als ein Prozess zusammengefasst werden, bei dem sich die Zelle vergrößert, ihre DNA repliziert und die Zelle in zwei Zellen mit jeweils einer aufspaltet Kopie der DNA. Bakterien werden im Allgemeinen nur unter günstigen Umständen binär gespalten.
Binäre Spaltung beinhaltet die Verwendung einer zellulären Maschinerie, um die replizierte DNA zu gegenüberliegenden Seiten der Zelle zu bewegen und dann die Zelle in zwei Teile zu teilen. Im Zentrum der sich teilenden Zelle werden mehrere Einheiten eines speziellen Ringtyps angeordnet, die sich dann zusammenziehen und die Zellmembran zwischen den einzelnen Tochterzellen einklemmen. Andere zelluläre Maschinen sorgen dafür, dass die DNA nicht beschädigt wird, wenn die Zellmembran verengt wird. Bei vielen Bakterienarten baut sich auch zwischen den Tochterzellen eine neue Zellwand auf, wenn die Zellmembran geschlossen wird.
Die binäre Spaltung ist zwar die häufigste Form der Vermehrung von Bakterien, aber nicht die einzige Methode. Einige Arten photosynthetischer Bakterien werden stattdessen sehr groß und teilen sich dann mehrmals in einer runden Schale, bevor sie sich verteilen. Andere Arten verzweigen sich und vermehren sich durch Knospung, wobei sie viel kleinere Tochterzellen bilden, anstatt zwei gleiche Tochterzellen aus einer sich teilenden Zelle.