• Thành tế bào:

- Cấu tạo:

+ Có độ dày từ 10 nm đến 20 nm.

+ Được cấu tạo từ peptidoglycan.

+ Dựa vào cấu tạo của thành tế bào, vi khuẩn được chia thành 2 nhóm gồm vi khuẩn Gram dương (Gr+) và vi khuẩn Gram âm (Gr-): Ở vi khuẩn Gr-, bên ngoài lớp peptidoglycan mỏng của thành tế bào còn có lớp màng ngoài được cấu tạo từ lớp kép phospholipid như màng tế bào nhưng giàu lipopolysaccharide. Còn vi khuẩn Gr+, có lớp peptidoglycan dày, không có lớp màng ngoài.

- Chức năng:

+ Có tác dụng giữ ổn định hình dạng và bảo vệ tế bào.

+ Ảnh hưởng đến mức độ mẫn cảm của vi khuẩn đối với kháng sinh: Dựa vào loại vi khuẩn Gram dương (Gr+) hay vi khuẩn Gram âm (Gr-) mà sử dụng thuốc kháng sinh thích hợp.

• Màng sinh chất: 

+ Cấu trúc: Màng sinh chất có cấu trúc khảm động.

  - Lớp kép phôtpholipit có đuôi kị nước quay vào trong, đầu ưa nước quay ra ngoài.

  - Các prôtêin nằm ở rìa màng hoặc xuyên qua màng.

  - Côlestêrôn nằm khảm vào lớp kép để tăng độ vững chắc cho màng.

  - Các cấu trúc thêm: glicôprôtêin, glicôlipit, cacbôhiđrat,…

+ Chức năng:

  - Trao đổi chất với môi trường một cách có chọn lọc: lớp phôtpholipit chỉ có những phân tử nhỏ tan trong dầu mỡ (không phân cực đi qua). Các chất phân cực và tích điện đều phải đi qua những kênh prôtêin thích hợp mới ra vào tế bào.

  - Các prôtêin thụ thể thu nhận thông tin cho tế bào. Tiếp nhận và trả lời kích thích từ môi trường.

  - Bảo vệ: nhờ các glycôprôtêin giúp nhận biết các tế bào lạ (không phải thuộc cùng 1 cơ thể).

• Tế bào chất: là vùng nằm giữa màng sinh chất và vùng nhân hoặc nhân. Tế bào chất ở tế bào nhân sơ gồm 2 thành phần chính là bào tương và ribôxôm cùng một số cấu trúc khác. Chức năng: là nơi diễn ra các phản ứng hóa học của tế bào, tổng hợp các chất.
• Vùng nhân: gồm 1 phân tử ADN dạng vòng không có màng bao bọc, có chức năng lưu giữ thông tin di truyền.