氧化還原態(tài)硫化物（H2S、S2O2-3）或元素硫為硫酸，菌體內(nèi)無硫顆粒，專性化能自養(yǎng)，主要是硫桿菌屬（Thiobacillus）中的一些種，如氧化硫硫桿菌（T.Thiooxidans），排硫硫桿菌（T.thioparus），氧化亞鐵硫桿菌（T.ferrooxidans），脫氮硫桿菌（T.denitrificans）等。可進行以下反應：
硫化細菌氧化硫化物獲得能量，同化二氧化碳，其中的氧化亞鐵硫桿菌，不僅能氧化元素硫和還原態(tài)硫化物，還能在氧化亞鐵為高鐵的過程中獲得能量，進行以下反應：
此種細菌常見于礦山的水坑中，可使金屬硫化物氧化成硫酸，使礦物中的金屬被溶解，已用于低品位銅礦等礦物的開采，稱為細菌浸礦。硫化細菌廣泛分布于土壤和水中，其氧化作用提供了植物可利用的硫酸態(tài)硫素營養(yǎng)。