通性嫌気性菌。腸内細菌でもあり、温血動物(鳥類、哺乳類)の消化管内、特にヒトなどの場合大腸に生息する。 バクテリアの代表としてモデル生物の一つとなっており、各種の研究で材料とされるほか、遺伝子を組み込んで化学物質の生産にも利用される。 大腸菌はそれぞれの特徴によって「株」と呼ばれる群に分類することができる(品種)。糞便の動物を特定できる。 多数の株があり、その中には病原性を持つものも存在。