污染血液的細菌有致病菌或非致病菌之分。前者常造成患者死亡，后者的毒性較低，可能只引起發熱反應。革蘭氏陰性桿菌污染最常見最危險，如綠膿桿菌屬，大腸桿菌、副大腸桿菌屬和無色桿菌屬等，這些細菌常存在于糞便、灰塵或泥土中。有的細菌在冷藏溫度中生長旺盛，這種嗜冷菌常見于水中，甚至含氮的水中。很多在4—8℃生長的菌株在保存1周的血內明顯生長，在2周時生長最活躍，細菌濃度可達到1—100億個/毫升；在室溫中生長更快，僅6小時后就進入對數期增殖。即使是一般的或嗜冷菌，也能在室溫中快速增殖，24小時的細菌數即可達到致死劑量。弗羅因德埃希桿菌（枸櫞酸菌）與大腸桿菌的區別是前者用枸櫞酸鹽作為唯一的碳源。所有從血液分離出的細菌都可利用枸櫞酸鹽，使血液產生凝塊。有的細菌可使血液發生溶血。革蘭氏陽性桿菌或球菌也可污染血液，一般在5～7℃不生長,在10℃以下7天內增殖緩慢；輸血后癥狀較輕，引起發熱反應，但也可發生嚴重反應造成患者死亡。