乳桿菌由一類遺傳和生理特性多樣的桿狀乳酸菌構成。基于發酵的最終產物，這個屬的種可以被劃分到3組，即同型乳酸發酵的乳桿菌、兼性異型乳酸發酵的乳桿菌和專性異型乳酸發酵的乳桿菌。
同型乳酸發酵的乳桿菌有德氏乳桿菌保加利亞亞種、德氏乳桿菌乳酸亞種和瑞士乳桿菌等。與其他兩組的乳桿菌相比，它們能在高溫（>45℃）條件下生長，屬于嗜熱性微生物。這一組的另一個種是嗜酸乳桿菌。
兼性異型乳酸發酵的乳桿菌有干酪乳桿菌，常用于益生菌生產發酵乳制品。
專性異型乳酸發酵的乳桿菌的典型代表是高加索酸奶乳桿菌，常常是與生產開菲爾發酵劑有關的種。