杆形或卵圓形，直或稍彎曲，末端圓。二分分裂，極生鞭毛單個或多個。單個或成對存在，或者粘連在一起形成塊狀物。革蘭氏陰性。光合色素為細菌葉綠素a和1～4群類胡蘿卜素，位於囊泡狀光合內膜上。不含有氣泡。
厭氧條件下，所有的種都能以硫化氫或元素硫作電子供體進行光能化能自養生長；元素硫作為中間氧化產物以高折光性硫粒的形式儲存在細胞內。硫酸鹽是最終氧化產物。分子氫也可能用作電子供體。所有種都可能同化一些簡單的有機化合物進行混養生長；醋酸鹽或丙酮酸鹽使用最廣。中溫菌，最佳生長溫度範圍20～40℃。儲存物：多糖，聚β羥基丁酸鹽，聚磷酸鹽。
G ＋ C mol％ ：48.0 ～ 70.4（Bd）。
模式種：奧氏著色菌（Chromatium okenii）。
