光能自养型微生物的光合作用分为产氧光合作用和不产氧光合作用两种类型。产氧光合作用 藻类和蓝细菌细胞内含有叶绿素，能与高等植物一样利用光能分解水产生氧气并还原CO2为有机碳化物，藻类的叶绿体中含有叶绿素a和类胡萝卜素，其它光合色素随类群而异。藻类多数水生， 只要环境中有光照、少量氮素和无机盐就能生长。蓝细菌的光合色素除叶绿素a和类胡萝卜素外，还含有藻青蛋白和藻红蛋白等藻胆素。蓝细菌能吸收光能并同化CO２，一般不需要特殊的生长因子，只要有水、光照、少量氮素、无机盐和pH中性至微碱性的环境就能生长。
不产氧光合作用 光合细菌(紫色细菌和绿色细菌)与蓝细菌不同，它们的细胞内虽然含有类似于叶绿素的菌绿素，但不能进行以H２O为供氢体的非环式光合磷酸化作用，也不产生氧气。光合细菌吸收光能，以还原态无机硫化物(H２S、S或S２O３2-等)为氢或电子供体同化CO２，光合细菌分为紫色细菌和绿色细菌两大类群。紫色细菌细胞内仅含一种色素(菌绿素a或b)，绿色细菌含两种色素，其中一种为主要色素(菌绿素c、a或e)，另一种为次要色素(多为菌绿素a)。光合细菌的类胡萝卜素也不同于蓝细菌和藻类，其分子结构链上多带有甲氧基或芳香基。光合细菌生长需要光和还原态物质及其它营养物质。故光合细菌多分布于有光照、厌氧及含有其它养分的水体中，如富含有机质、CO２、H２和硫化物的浅水池塘及湖泊的亚表层水 域中，蓝细菌和藻类则分布于表层水域中。光合细菌利用从表层透过的蓝绿及绿色长波光、 无氧环境及来自底层的H２S等硫化物繁殖。
能利用光能、以简单有机物(有机酸、醇等)为供氢体同化CO２的微生物类群称为光能有机营养型。
这一类群与光能无机营养型微生物的主要区别在于氢和电子供体的来源。Bergey手册新版中的紫色非硫细菌群，如红螺菌属（ Rhodospirillum ）中的一些细菌就是这一营养类型的代表。其特点为：不能以硫化物为唯一电子供体，需同时供给某些简单的有机物和少量维生素才能生长。有机物在这里除了与硫化物一道用作电子或氢供体外，也可以被直接同化利用。紫色非硫细菌不以元素硫为电子供体，也不在细胞内积累元素硫。它们中的一些类群不能在黑暗、好氧条件下停止光合色素合成，依赖环境中的少量有机物进行化能异养。在有光和厌氧条件下进行光能有机营养。这类微生物能利用低分子有机物迅速增殖，现已开始利用这类细菌净化高浓度有机废水，效果良好 。
能通过氧化无机物获得能量并能以CO２为主要或唯一碳源的微生物称为化能无机营养型微 生物，或称为化能自养型微生物。由于受无机物氧化产生能量不足的制约，这类微生物一般生长迟缓，某些类群(如硝化细菌)甚止只能在严格的无机环境中生长，有机物(甚至琼脂)的存在对其生长有毒害作用。
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。
细菌异养型细菌种类多、数量大、分布广和作用强。就整体而言，它们几乎能利用全部天然有机化合物和多种人工合成的有机聚合物。在碳源和能源方面，单糖、双糖、醇和有机酸等易为多数细菌利用；淀粉和糊精次之；纤维素、果胶、木质素和几丁质等复杂天然有机物仅能被少数类群利用。铵盐、硝酸盐、氨基酸、肽、蛋白胨及蛋白质能被大多数细菌利用，少数类群能利用空气中的氮气。多数细菌能合成它们需要的全部生长素类物质，少数类群需 要供给一种或多种生长素类物质才能正常生长。牛肉膏蛋白胨培养基和葡萄糖酵母汁培养基是常用的细菌培养基，它们能满足大多数异养型细菌生长的营养需要。
放线菌化能有机营养型中的生长因子自养型微生物，在无生长素的合成培养基上生长良好。
真菌属化能有机营养型。葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、甘露醇、淀粉及糊精是多数真菌的合适碳源；有些种类能利用纤维素、果胶、半纤维素、几丁质和木质素等高分子有机物 。胨、肽、氨基酸和铵盐为真菌的最适氮源，硝酸盐和尿素次之。真菌一般不需要外源生长素，有些类群还能合成大量的B族维生素而被用于制造酵母膏或酵母粉。
微生物的4种营养类型的划分不是绝对的，实际上存在许多中间过渡和兼性类型。如红螺菌 、铁细菌和氢细菌等具有复杂的营养特点，它们在某一特定环境下表现为特定的营养型，而在另一种特定环境条件下则表现为另一种营养类型。