细菌生长曲线是指将单细胞微生物接种到一定体积的液体培养基后，在适宜的条件下培养，定时取样测定细胞数量。以细胞增长数目的对数做纵坐标，以培养时间做横坐标，这条曲线就是细菌的生长曲线。
在封闭系统中对微生物进行的培养，即培养过程中既不补充营养物质也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养方式成为分批培养。
一条典型的分批培养的生长曲线可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个生长时期。
迟缓期
微生物接种到新鲜培养基后处于一个新的生长环境，在一段时间里并不马上分裂，微生物的数量维持恒定，或增加很少，这一时期即迟缓期。此时胞内的RNA、蛋白质等物质含量有所增加，细胞体积相对最大，说明微生物并不是处于完全静止的状态。产生迟缓期的原因，是由于微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，“种子”老化或未充分活化，接种时造成损伤等。在工业发酵和科研中迟缓期会增加生产周期而产生不利的影响，但是迟缓期无疑也是必需的，因为细胞分裂之前，细胞各成分的复制与装配等也需要时间。
对数期
对数期又称指数期。细菌经过迟缓期进入对数期，并以最大速率生长和分裂，由于细菌繁殖方式是二分裂，因此细菌数量2的指数增加，此时细菌生长呈平衡生长，即胞内各成分按比例有规律地增加，所有细胞组分呈彼此相对稳定速率合成。对数期细菌的代谢活性及酶活性高而稳定，细胞大小比较一致，生活力强，因而在生产上常被用作“种子”。
稳定期
由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境的变化，环境条件逐步不适宜于细菌生长，导致细菌生长速率降低直至零，即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量，对数期结束，进入稳定期。稳定期的活细菌数最高并维持稳定。如果及时采取措施，补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧进行通气、搅拌或振荡等可以延长稳定期，获得更多的菌体物质或代谢产物。
衰亡期
营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率逐步增加和活细菌逐步减少标志细菌的生长进入衰亡期。该时期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶。该时期死亡的细菌以指数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会是细菌的死亡的速率降低。