氢噬胞菌属属于好氧或兼性厌氧非发酵革兰氏阴性杆菌。

直或稍弯的杆状，大小为0.3-0.6μm X 0.6-5.5μm，单个或成对存在。以一根极毛运动，罕见2根极生到亚极生鞭毛。细胞呈革兰氏阴性。氧化酶阳性，接触酶反应因种而异。产非水溶性黄色素。好氧。兼性嗜氢自养菌。以氧为末端电子受体的氧化型的糖代谢。有的种（类黄氢噬胞菌H.pseudoflava和螺纹氢噬胞菌H.taeniospiralis) 具有厌氧硝酸盐呼吸，具反硝化作用。能在含有机酸、氨基酸或蛋白胨的培养基上良好生长，但很少利用碳水化合物。有环丙烷基脂肪酸(17：环）；单独有3－羟基辛酸(3-OH-8:O)或与3－羟基癸酸(3-0H-10:0)一起存在。而无2－羟基结构的脂肪酸。茶醌Q-8为主要呼吸醌。DNA的G+C含量为65-69mol%。

模式种：黄色氢噬胞菌 (Hydrogenophaga flava）。

已报道有4个种，它们的鉴别见表4-27。