杆形或卵圆形，直或稍弯曲，末端圆。二分分裂，极生鞭毛单个或多个。单个或成对存在，或者粘连在一起形成块状物。革兰氏阴性。光合色素为细菌叶绿素a和1～4群类胡萝卜素，位于囊泡状光合内膜上。不含有气泡。
厌氧条件下，所有的种都能以硫化氢或元素硫作电子供体进行光能化能自养生长；元素硫作为中间氧化产物以高折光性硫粒的形式储存在细胞内。硫酸盐是最终氧化产物。分子氢也可能用作电子供体。所有种都可能同化一些简单的有机化合物进行混养生长；醋酸盐或丙酮酸盐使用最广。中温菌，最佳生长温度范围20～40℃。储存物：多糖，聚β羟基丁酸盐，聚磷酸盐。
G ＋ C mol％ ：48.0 ～ 70.4（Bd）。
模式种：奥氏着色菌（Chromatium okenii）。
