细胞球形、卵形或杆状；以二分分裂或二分加三分分裂而繁殖。在一个属【绿假单胞菌属（Chloropseudomonas）】中，细胞以极生鞭毛运动，所有其它的属不运动。有些属有或没有气泡。

根据培养条件或在自然界的环境条件，大多数类型能以单细胞的形式或以稍具粘液的各种形状和大小的细胞堆的形式发育。在有硫化物时，元素硫球沉淀在细胞外，从不沉淀在细胞内。单个细胞核培养物呈绿色或棕色。光合色素特有的位于绿色囊内，这些囊在细胞质膜下面并贴在膜上。

除了少量的菌叶绿素a之外，还有菌叶绿素c和d作为组要的成分；有群5的类胡萝卜素。绿色类群的主要类胡萝卜素是绿菌烯（Chlorobactene）;棕色类的主要类胡萝卜素是isorenieratene。许多菌株的生长需要VB12。

所有的类型都是严格厌氧盒专性光能营养的；在可以被光氧化为硫酸盐的硫化物或硫存在时，能够自养同化二氧化碳的能力。假如有硫化氢存在，并作为细胞硫的来源的话，许多菌株在生长时能利用分子氢作为电子的供体。大多数类型缺乏同化型的硫酸还原作用。在有硫化物和二氧化碳是，可光同化一些简单的有机物质，乙酸盐是最广泛利用的化合物；因此绿菌科（Chlorobiaceae）是潜在的混合营养菌。已往证明一些菌株可固定分子氮。贮藏物质：通常是多磷酸盐；在研究的菌株中没有发现聚-β-羟基丁酸盐。多糖类仅在乙基红假单胞菌（Rhodopseudomonas ethylica）中被验明。DNA的碱基比例的范围：48.5-58.1克分子%G+C（浮力密度法）。

根据有无气泡和在富集培养中能否产生选择性来区别二个生理-生态亚群。第一亚群是包括无气泡的，培养在高浓度硫化物的培养基和强光下可得到有选择性的类型。第二亚群包括有气泡的，需要非常低的硫化物浓度低的光度和生长温度（10-20℃）的菌。在更低的温度（4-10℃）下，有气泡类型的细胞可上升到培养瓶的顶部。

在自然界中，绿色硫细菌出现于厌氧的和所有水生环境的含有硫化物地方例如沟、池、湖、河、温泉、江湾和其它的海的生境。棕色的类型只出现在池和湖的更深层以及在湖的湖底静水层。

模式属：绿菌属（Chlorobium）