细菌除了基本结构外，某些细菌还具有一些特殊结构，包括荚膜、鞭毛、芽胞和菌毛。细菌的特殊结构虽为细菌非必有，但具有某些特殊结构时则具有一定的意义。
（1）荚膜：是某些细菌胞壁外包绕的一层较厚的粘液性物质，可帮助鉴定细菌。荚膜具有抗原性，可作为细菌分型的依据之一。荚膜还具有保护细菌抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和消化作用。荚膜也能保护菌体避免或减少一些物质，如溶菌酶、补体、抗体和抗菌物质对细菌的损伤，因而增强了细菌的侵袭力，故荚膜与细菌的致病性相关。荚膜多糖还可使细菌彼此相连，粘附于组织细胞表面，是引起感染的重要因素之一。
（2）鞭毛：是附着于菌体表面上的细长而又弯曲的丝状物。它是细菌的运动器官，亦可粘附于细胞表面，故与细菌的致病性有关。不同细菌形成鞭毛的数目及部位不同，可以鉴定细菌。鞭毛还具有抗原性，可刺激机体产生免疫应答，对细菌的分类也具有一定的意义。
（3）芽胞：胞质浓缩脱水后在菌体内形成的圆形或椭圆形小体称为芽胞。不同细菌形成芽胞的大小、位置不同，据此可以鉴定细菌。芽胞的抵抗力强，需高压蒸气灭菌才能杀死芽胞，因此，医学上常将杀死芽胞作为灭菌的指标。
（4）菌毛：菌体表面细而短的微丝状物称为菌毛，按其功能不同分为普通菌毛和性菌毛两种。普通菌毛是细菌的粘附结构，它可粘附于多种细胞受体上进而侵入粘膜，因此它与细菌的致病性有关。性菌毛由致育因子F质粒编码，故有性菌毛的细菌又称F菌，参与F质粒的接合与传递。