細菌最早是被荷蘭人列文虎克（Antonie van Leeuwemhoek，1632-1723）在一位從未刷過牙的老人牙垢上發現的，但那時的人們認為細菌是自然產生的。直到后來，巴斯德用鵝頸瓶實驗指出，細菌是由空氣中已有細菌產生的，而不是自行產生，并發明了“巴氏消毒法”，被后人譽為“微生物之父”。
細菌這個名詞最初由德國科學家埃倫伯格（Christian Gottfried Ehrenberg，1795-1876）在1828年提出，用來指代某種細菌。這個詞來源于希臘語βακτηριον，意為“小棍子”。
1866年，德國動物學家海克爾（Ernst Haeckel，1834-1919）建議使用“原生生物”，包括所有單細胞生物（細菌、藻類、真菌和原生動物）。
1878年，法國外科醫生塞迪悅（Charles Emmanuel Sedillot，1804-1883）提出“微生物”來描述細菌細胞或者更普遍的用來指微小生物體。
因為細菌是單細胞微生物，用肉眼無法看見，需要用顯微鏡來觀察。1683年，安東·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek，1632-1723）最先使用自己設計的單透鏡顯微鏡觀察到了細菌，大概放大200倍。路易·巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）和羅伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910）指出細菌可導致疾病。
2022年6月24日，據美國《科學》雜志官網報道，由美國勞倫斯伯克利國家實驗室等機構組成的研究小組，發現了最大長度可達2厘米的巨大細菌。通常細菌的長度只有1/500毫米左右，這一發現“顛覆了傳統的細菌概念”。科研團隊在位于加勒比海的法屬海外省瓜德羅普一處紅樹林中，發現了一種附著在落葉上的絲狀生物，通過電子顯微鏡分析后，發現該生物的細胞中存在DNA，具有細菌特征。科研人員稱，細菌越長，組成細菌的細胞越容易獲取氧氣和硫化物。[2]
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