Les protéobactéries sont un important phylum de bactéries.

Ce sont des bactéries gram-négatives. Cela signifie qu'elles ne retiennent pas le colorant violet dans le protocole de coloration de Gram.

Dans un test de coloration de Gram, une contre-coloration (généralement de la safranine) est ajoutée après le cristal violet, colorant toutes les bactéries gram-négatives d'une couleur rose.

Le test lui-même est utile pour classer deux types distincts de bactéries en fonction des différences structurelles de leurs parois cellulaires.

Les protéobactéries comprennent une grande variété de pathogènes, tels que Escherichia coli, Salmonella, Vibrio, Helicobacter, et de nombreux autres genres notables.

D'autres sont libres et comprennent de nombreuses bactéries responsables de la fixation de l'azote. Ce groupe est principalement défini en termes de séquences d'ARN ribosomique (ARNr).

La plupart des membres sont facultativement ou obligatoirement anaérobies, chimioautotrophes et hétérotrophes, mais il y a de nombreuses exceptions.

Ce phylum contient des alphaprotéobactéries qui sont largement présentes dans le plancton marin. Elles peuvent constituer plus de 10 % de la communauté microbienne de la haute mer.