A maioria das bactérias se replica por meio de um processo conhecido como fissão binária. Uma bactéria começa crescendo até cerca de duas vezes seu tamanho normal e replicando seu material genético, depois se divide em duas células idênticas.
Antes de uma célula bacteriana se dividir em duas, ela deve criar duas cópias idênticas de seu DNA e enviar uma cópia para cada lado da célula. Isso ocorre ao mesmo tempo em que a célula está aumentando de volume, também replicando suas proteínas e outras estruturas celulares. Uma vez que o DNA foi dividido, uma parede celular especial, conhecida como placa equatorial, começa a crescer parcialmente através da célula bacteriana original. A placa equatorial eventualmente cresce em toda a extensão da célula, dividindo-a em duas.
A fissão binária é um processo muito rápido. Quando as condições são adequadas, o que para a maioria das espécies de bactérias significa que a temperatura é quente e há bastante umidade disponível, as bactérias podem se dividir uma vez a cada 20 minutos. Isso permite que as populações bacterianas aumentem exponencialmente, já que cada divisão leva a uma duplicação do número de bactérias presentes.
Algumas espécies de bactérias se replicam por métodos diferentes da fissão binária. Algumas cianobactérias se replicam por um processo chamado brotamento, no qual uma pequena bactéria descendente cresce como um botão em uma bactéria maior e madura antes de eventualmente se dividir por conta própria.
