能固氮的光合细菌包括红螺菌和蓝细菌两大群。分别介绍如下。
（一）固氮红螺菌 红螺菌目的三个科中都有许多固氮种类，它们在光照下行厌氧生活时进行固氮作用。红螺菌属和红色假单胞菌属中的大多数都能固氮。其中红色红螺菌是主要固氮种类，也是第一个被分离出来的光能营养固氮细菌是主要固氮种类，也是第一个被分离出来的光能营养固氮细菌。红硫菌属的一些种能够固氮，如小红硫菌。红硫菌广泛分布在自然界中，如矿床、污水池和河口等处，在夏季尤其生长繁茂。绿硫菌中的一些种也能固氮。有红硫菌存在的地方一般也有绿硫菌，它们的生理特征也和红硫菌相似。
（二）固氮蓝细菌 蓝细菌中具有许多固氮种类。德立维斯最先证实某些蓝绿藻能固氮。现已记载的固氮蓝绿藻有二十多个属，大多数都是有异行胞的多细胞丝状蓝绿藻。有异行胞的固氮蓝绿藻的固氮作用在异行胞中进行，营养细胞只在无氧条件下能诱导固氮酶活性。60年代末发现了单细胞粘杆藻在有氧条件下进行固氮作用和无异形胞的丝状鲍氏织线藻在微氧条件下固氮。后来又发现无异细胞的 丝藻属在无氧条件下固氮。现在已知能固氮的蓝绿藻有下列各属：鱼腥藻属、项圈藻属、管链藻属、眉藻属、简孢藻属、飞氏藻属、粘杆藻属、软管藻属、鞘丝藻属、鞭枝藻属、念珠藻属、鞘藻属、织线藻属、伪枝藻属、真枝藻属、单岐藻属、束毛藻属和拟惠氏藻属。
固氮蓝细菌在自然界中广泛分布。它们在PH6-9的范围内生长，PH7.0-8.5最适宜，最适温度为20-30度。培养固氮蓝细菌时通入1%CO2的空气能促进繁殖，并刺激固氮作用。土壤施石灰可显著提高固氮作用，一方面是调节了土壤酸度，另方面是增加了土壤中的CO2。奥田等曾指出，土壤中可给态磷酸盐低于百分之五时，固氮蓝细菌不能旺盛繁殖。
