Bakterien vermehren sich durch binäre Spaltung. Dieser Prozess beinhaltet die Teilung einer einzelnen Zelle in zwei identische Tochterzellen und beginnt, wenn sich die DNA eines Bakteriums in zwei Replikate teilt. Die Bakterienzelle teilt sich in zwei Tochterzellen mit identischer DNA wie die Mutterzelle.
Die Tochterzellen sind Klone der Elternzelle. Die Generationszeit beginnt von der Zellbildung bis zur Zellteilung. Dies ist die Zeit, die es dauert, bis sich die Anzahl der Zellen verdoppelt hat.
Das Bakterienwachstum umfasst die Lag-Phase, die Log-Phase, die stationäre Phase und die Todesphase. Sie wird beeinflusst von Temperatur, Nährstoffverfügbarkeit, Sauerstoffversorgung, Wasserversorgung und mittlerer Säure. Die optimale Temperatur für die Vermehrung von Bakterien liegt zwischen der Temperatur, bei der das Protoplasma koaguliert und dem Gefrierpunkt von Wasser. Sie brauchen Nährstoffe, um zu wachsen, und normalerweise benötigen sie organisches Material. Sie können sich auch ohne Wasser nicht vermehren. Viele Bakterien vertragen keine Trockenheit, andere können Monate oder Jahre überleben. Aerobe Bakterien brauchen Sauerstoff zum Wachstum, während anaerobe Bakterien ihn giftig finden. Die meisten Bakterien gedeihen in einer Umgebung mit einem pH-Wert von etwa 7, was einem neutralen pH-Wert entspricht.
Einige Bakterien, wie Escherichia-Spirale, können sich unter günstigen Bedingungen alle 20 Minuten teilen. Wenn Nährstoffe zur Verfügung stehen und die Temperatur ideal ist, kann ein Bakterium in nur sieben Stunden 2.097.152 Bakterien erzeugen. Nach einer weiteren Stunde können sich die Bakterien auf 16.777.216 erhöhen. Dies ist der Grund, warum Menschen schnell krank werden, wenn pathogene Mikroben in den Körper eindringen.