化能无机自养型微生物生长需要无机物，在氧化无机物的过程中获取能源，同时，无机物又作为电子供体，使二氧化碳还原为有机碳化物。化能无机自养型微生物不具有色素，不能进行光合作用，合成有机物需要的能源无机物有NH3、NO2-、Fe2+、H2S、S、S2O2-3及H2等，通过氧化磷酸化产生三磷酸腺苷(ATP)。
化能营养型的一般通式如下：

无机物质＋O2一→氧化产物＋能量

CO2十［4H］一→［CH2O]＋H2O

几乎全部化能自养型菌为专性需氧菌。自然界中此类菌种虽少，仅30余种，但其专性很强，一种菌只能氧化一种特定的无机物，它们在自然界物质循环中的作用至关重要。