1889年,貝傑林克(M. W. Beijerinck)以磷光素生成為基礎,設立發光細菌屬,這是最早把生化性質導入細菌分類的實例。他利用選擇培養基進行增菌培養,分離出定氮桿菌屬細菌,以及多種光合微生物和化合微生物。他也利用醣類發酵和硝酸還原進行當時名為產氣桿菌屬,如今已改名為腸內桿菌屬細菌的鑑定。1892年,維諾格拉斯基(S. Winogradsky)以自營能力為指標,設立了亞硝酸單胞菌屬及亞硝酸桿菌屬。
克魯維爾(A. J. Kluyver)是貝傑林克的接班人,他的研究主題是「微生物是什麼樣的生物?」,並以一般的微生物學觀點,廣泛進行研究。 1924年,克魯維爾發表了〈微生物代謝的統整與分歧〉一文,他也曾根據酵母的醣類發酵特性,進行醣類區分及定量。1933年,他和帕坤(L. H. C. Perquin)共同發表了黴菌震盪培養,其實驗所用的克魯維爾三角瓶是通氣培養器材的始祖。
1936年,克魯維爾和范尼爾(C. B. van Niel)根據細胞形態、運動性和營養方式,做了「細菌屬」的分類。這是一個類似元素周期表的組合,推測日後會發現的屬,則空欄以待。他們論及細菌演化,認為球菌是最簡單的細菌,由此演化出其他類別的細菌。這種觀點並不正確,但是他們標榜以一般微生物學觀點,嘗試把細菌分類與形態學和生化學結合一起的努力,仍然值得肯定。
1957年,英國學者史尼斯(P. H. A. Sneath)把18世紀亞當森(M. Adanson)提倡的生物分類原理具體化,倡導數值分類學。亞當森對當時主流觀點,即林奈(C. von Linn^重視特定形質的觀點,抱持懷疑的看法。他主張應把所有形質視為等價(同等重要)。不過,數值分類開始風行是電腦發達以後的事情了。
1957年,道夫提(E. C. Dougherty)經由鏡檢察覺,細菌細胞核比其他生物細胞核簡單,因而提議把細菌的細胞核稱為原核,其他生物的細胞核則稱為真核。
1962年,史丹尼(R. Y. Stanier)和范尼爾共同發表的〈細菌概念〉,可說是有關微生物多樣性研究的集大成論文。該文指出細菌細胞是原核細胞,具有如下特徵:一、不具區隔細胞核和細胞質的細胞核膜;二、不具含有光合作用或呼吸作用相關酵素的機械構造;三、細胞核分裂屬於無絲分裂而非有絲分裂。史丹尼和范尼爾兩人以細胞構造相同性,印證了柯恩所推測細菌和藍細菌的近緣關係。
化學分類最重要成果之一,在於根據DNA/DNA 相關性定義的「細菌種」概念,廣為細菌分類學者支持。1987年,原名「國際系統細菌學委員會(International Committee on Systematic Bacteriology,簡稱ICSB)」的「國際原核生物分類系統委員會」(International Committee on Systematics of Prokaryotes,簡稱ICSP)轄下某一特別部會,對於「細菌種」發表過類似見解:一種細菌的親緣定義,在於所含菌株彼此間具70%或更高的DNA/DNA相關性,同時也具有攝氏5度或更低的ΔTm 值。
柯宛(S. T. Cowan)是英國著名的細菌分類學者,他在1965年撰文指出,細菌分類包括分類(製作細菌分類體系,把各個細菌分類群擺置於能反映系統的階層)、鑑定(辨認分離株特徵,對照分類體系,決定分離株的分類位置)和命名(對分類群加以命名)3項要素。這3項要素其實有如雞尾酒般混合在一起,不易明確區分。1993年,駒形綜觀細菌學發展,進一步提出細菌分類學除了分類、命名和鑑定外,應再加上系統(細菌的系統演化)的見解。
《伯吉氏系統細菌學手冊》(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology,簡稱BMSB)是從事細菌分類鑑定不可或缺的檢索書,惟不少微生物學者並未充分了解這本書的性質,因此特別把它的由來簡單說明如下。
1915年,美國細菌學家學會(已改名為美國微生物學會)總會為了做成科或屬層次的細菌分類綱要,通過成立以溫斯露(C. E. A. Winslow)為委員長的細菌特性分析及分類委員會。因為1900年以來,出現了溫斯露、周普(W. Zopf)、麥古拉、古陸斯(W. Kruse)、詹森(C. O. Jensen)等人建立的多套細菌分類系統,不知其中哪一套最適用。該會綜合檢討後,在1917年先發表了細菌分類建議綱要,繼而於1920年提出只及於科或屬層次分類的最終報告。
美國細菌學家學會為了進一步出版可以檢索至種的檢索書,於是成立了以伯吉(D. H. Bergey)為委員長的委員會。經過廣泛文獻調查,《伯吉氏鑑定細菌學手冊》(Bergey's Manual of Determinative Bacteriology,簡稱BMDB)初版在1923年問世,其中包含13科94屬。後來2至8版陸續於1925、1930、1934、1939、1948、1957、1974等年度出版,因會計問題,4版以後改由伯吉氏手冊信託(Bergey's Manual Trust)發行。
BMSB廣為細菌分類學者和實務者使用,加上其執筆者有許多是ICSP所轄不同專門委員會的委員,因此這本書當然有它的權威性。然而必須認清的是,BMSB並非公定書,因其發行者是伯吉手冊信託,而非ICSP。ICSP是國際上細菌分類、命名的公定機構,《國際系統演化微生物學期刊》(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,簡稱IJSEM;原名International Journal of Systematic Bacteriology,簡稱IJSB)是這機構發行的唯一期刊,有關細菌分類和命名,悉以IJSEM所載為準。