Nghiên cứu về vi khuẩn là chủ đề của một nhánh vi sinh vật học được gọi là vi khuẩn học. Vi khuẩn học được chia thành nhiều bộ phận phụ tập trung vào vi khuẩn trong các môi trường cụ thể, chẳng hạn như vi khuẩn học biển và công nghiệp.
Với sự ra đời của kính hiển vi, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu các sinh vật được gọi là vi khuẩn. Từ năm 1853 đến năm 1872, Ferdinand Cohn đã phân loại hình thái của nhiều loại vi khuẩn. Tuy nhiên, chính công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Robert Koch và Louis Pasteur đã tạo ra mối liên hệ giữa vi khuẩn với các quá trình lên men và bệnh tật. Việc phát triển các loại thuốc để chống lại các bệnh do vi khuẩn gây ra đã dẫn đến việc thành lập ngành y học gọi là miễn dịch học.
