細胞球形、卵形、直或彎曲的杆形；二分分裂或三分裂繁殖。有一個屬 Chloroher-peton 細胞呈單細胞絲狀。高柔韌性，可滑行運動；其他屬則不運動。氣泡有或無。光合色素位千細胞質膜和載色體上，載色體位於細胞質膜下並附著在質膜上。
現在已知種的培養物或細胞從顏色上可清楚的分成兩群：綠色（草綠色）或棕色（巧克力棕色）。綠色種的所有菌株都以細菌葉綠素c或d作為主要的色素成分，加上少量的細菌葉綠素a,主要的類胡蘿卜素是isorenieratene(群5)。
嚴格厭氧，專性光養生長。能以硫化物或元素硫作電子供體進行光自養生長。如果硫化物被氧化，將在細胞外形成硫粒，大多數種可將元素硫氧化成硫酸鹽。所有的屬都可能混養生長，即在硫化物和碳酸氫鹽存在時光合同化一些簡單的有機物。與所有的紫色細菌不同，綠硫細菌通過還原性三狻酸循環進行G易的自養同化。所有的種中的多數菌株都需VB2作生長因子。
自然界中，綠硫細菌存在於含有硫化物的各種水環境中，如溝壕、池塘、湖泊、河流、硫泉、港灣及其他海洋生境。棕色種類存在於池塘、湖泊及半對流湖均溫層的深層含硫化物的水域中。帶氣泡的綠色和棕色種活躍在持久分層的湖泊中紫色硫細菌所在水層的下麵。
根據氣泡有無和富集培養的選擇性，可將綠色硫細菌區分成兩個生理生態亞群。第一亞群不含有氣泡，需在高硫化物濃度的培養基中，在強光下進行選擇性培養。第二亞群含有氣泡，需要很低的硫化物濃度，需在弱光和較低的生長溫度下進行選擇性培養。含有氣泡類型的細胞，在較低的溫度下，可上升到培養瓶的頸部。
