Vi khuẩn chủ yếu lấy các chất dinh dưỡng từ môi trường xung quanh. Các môi trường nuôi dưỡng nhân tạo cần cung cấp đầy đủ năng lượng, các vật liệu xây dựng tế bào, cụ thể phải đáp ứng các yếu tố sau:

• Có các chất dinh dưỡng thích hợp và các nguyên tố khác cần thiết để tạo chất nguyên sinh, bao gồm có các nguồn thức ăn cacbon, nitơ, chất khoáng, các nguyên tố khác.
• Có môi trường thông khí thích hợp, là thông khí bình thường hay gia tăng cacbonic hoặc đuổi hết khí Oxy.
• pH môi trường thích ứng.
• Độ ẩm đủ
• Điều kiện nuôi cấy thích hợp.

Nhu cầu

Nhu cầu năng lượng: Môi trường phải chứa những chất cần thiết để vi khuẩn chuyển hóa, tạo năng lượng cần thiết cho vi khuẩn tổng hợp chất sống và di động. Ba nguồn năng lượng được vi khuẩn sử dụng là ánh sáng, chất vô cơ và chất hữu cơ. Năng lượng sẽ được tạo ra qua một trong 3 cơ chế: lên men trong vi khuẩn kỵ khí, hô hấp trong vi khuẩn hiếu khí và quang hợp trong vi khuẩn quang tổng hợp. Một điểm chung là năng lượng quang hợp hay năng lượng hóa học đều được biến thành ATP, một chất giàu năng lượng, sử dụng được bởi tất cả tế bào theo những hệ thống giống như ở sinh vật bậc cao. Các chất được vi sinh vật dùng để tạo ATP gồm chất hữu cơ, các axit amin, hydrat cacbon các chất vô cơ như CO2, SO42-...

Chất dinh dưỡng: Chất dinh dưỡng có thể là thiết yếu (nếu không có thì tế bào không tăng trưởng được) và có thể là có ích nhưng không phụ thuộc (nếu có thì được vi khuẩn sử dụng nhưng không bắt buộc).