專性光養菌屬於綠菌科（Chlorobiaceae），能在硫化物/二氧化碳介質中生長，在缺乏硫化物的介質中生長十分緩慢甚至根本就不生長，顏色呈綠色或棕色。硫化物既作為專性光養菌的硫源又是光合成的電子供體。與紅硫菌科（Chromatiaceae）通過Calvin循環固定二氧化碳不同的是專性光養菌通過檸檬酸循環固定二氧化碳。檸檬酸循環是可逆的，因此雖然Chlorobiaceae能同化少數低分子量的有機化合物（如乙酸），但不能提供用於細胞生長的還原功。如介質中沒有硫化物，乙酸是不能被同化的，因為必須有硫化物存在時專性光養菌才能合成還原態鐵氧還原蛋白，隨後乙酸在還原態鐵氧還原蛋白催化下羧基化生成丙酮酸。
專性光養菌通過細菌葉綠體c、d或e吸收光能，為細胞生長提供還原功，細菌葉綠體a則存在於反應中心。有些棕色的細菌含有胡蘿卜素，如Chlorobium phaeobucteroides和C.phaeovibroides。與所有光養型細菌一樣，Chlorobiaceae通過增加色素含量，可以適應低光強度的環境條件。
Chlorobiaceae是專性光養菌，這意味著該菌在黑暗狀態下可以從糖原分解中獲得一些ATP用於維持生命，但是不能用於生長。它們又是專性厭氧的，即使在微氧環境中也不能生長。由於對硫化物的親和性很好，所有的Chlorobiaceae都具有良好的代謝硫化物能力，而且對維持能的要求不高。
氰細菌的特點是能夠利用水作為光合成的電子供體並產生氧，從這一點看，氰細菌與高等植物有類似之處，但是，它們的碳和氮代謝與專性光養菌類似。氰細菌的一些菌株也能夠利用硫化物作為光合成的電子供體，最終產物是元素硫。
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