化能自养菌又称化能无机营养菌或无机营养菌。一类不依赖任何有机营养物即可正常生长、繁殖的微生物。例如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫细菌、氢细菌及铁细菌等。它们不从日光获取能量，而是通过氧化简单的无机化合物获取化学能，同化
二氧化碳进行细胞合成。化能自养菌在土壤中有相当数量，对物质转化有一定作用。其所需能源有还原态的硫和氮化合物、
二价铁离子、氢及甲烷、甲醇等一碳化合物。以二氧化碳为惟一碳源生长，其正常生活和种群发展更依赖于其环境中氧的充分供应。这类细菌对维持地球上的氮、硫等元素的循环起着关键性作用。其中的
硫酸盐还原菌在铁制品及混凝土的厌氧腐蚀中起重要作用。
这类微生物能氧化某种无机物并利用所产生的化学能还原
二氧化碳和生成有机碳化合物。自然界中化能
自养菌种类不多，并且氧化无机物的专性很强，例如
硝化杆菌只能氧化
亚硝酸盐。化能自养菌在土壤中有相当数量，对物质转化有一定作用。其能源为还原态的无机物，如铵盐、
亚硝酸、硫、
硫化氢、氢和亚铁化合物等；碳源为二氧化碳或碳酸盐。例如
亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。
凡以有机物为碳源、能源和供氢体的微生物称为化能有机营养型
微生物，也称
化能异养型微生物。该类型包括的微生物种类最多，作用也最强。已知的绝大多数细菌、放线菌、全部真菌和原生动物均属于此类型。
化能异养菌的具体营养要求随种类而异。不同类群对碳源、氮源、矿质元素及生长素的需求表现出极大的差异。
一种有
呼吸链的细菌能够利用氢，将氢原子活化，形成NADH2，进入呼吸链，产生
ATP。这是生命的很大的进步！因为，早先生物利用有机物质产生NADH2，现在是利用无机物质产生NADH2。这种细菌一开始利用氢是为了获得ATP。
这种细菌利用氢形成NADH2，进入呼吸链产生ATP，比无氧呼吸产生的ATP多的多。具有很大优越性。由于能够产生很多ATP，这就给生物从无机物制造有机物提供了前提。于是这种细菌就进化为氢细菌，一种能够利用无机物制造有机物的细菌，化能自养细菌。