细胞球形、卵形、直或弯曲的杆形；二分分裂或三分裂繁殖。有一个属 Chloroher-peton 细胞呈单细胞丝状。高柔韧性，可滑行运动；其他属则不运动。气泡有或无。光合色素位千细胞质膜和载色体上，载色体位于细胞质膜下并附着在质膜上。

现在已知种的培养物或细胞从颜色上可清楚的分成两群：绿色（草绿色）或棕色（巧克力棕色）。绿色种的所有菌株都以细菌叶绿素c或d作为主要的色素成分，加上少量的细菌叶绿素a,主要的类胡萝卜素是isorenieratene(群5)。

严格厌氧，专性光养生长。能以硫化物或元素硫作电子供体进行光自养生长。如果硫化物被氧化，将在细胞外形成硫粒，大多数种可将元素硫氧化成硫酸盐。所有的属都可能混养生长，即在硫化物和碳酸氢盐存在时光合同化一些简单的有机物。与所有的紫色细菌不同，绿硫细菌通过还原性三狻酸循环进行G易的自养同化。所有的种中的多数菌株都需VB2作生长因子。

自然界中，绿硫细菌存在于含有硫化物的各种水环境中，如沟壕、池塘、湖泊、河流、硫泉、港湾及其他海洋生境。棕色种类存在于池塘、湖泊及半对流湖均温层的深层含硫化物的水域中。带气泡的绿色和棕色种活跃在持久分层的湖泊中紫色硫细菌所在水层的下面。

根据气泡有无和富集培养的选择性，可将绿色硫细菌区分成两个生理生态亚群。第一亚群不含有气泡，需在高硫化物浓度的培养基中，在强光下进行选择性培养。第二亚群含有气泡，需要很低的硫化物浓度，需在弱光和较低的生长温度下进行选择性培养。含有气泡类型的细胞，在较低的温度下，可上升到培养瓶的颈部。