铁细菌是一种利用分子态氧将二价铁离子氧化为三价铁离子，利用其能量固定二氧化碳的化能自养细菌。很早已知道加氏铁柄杆菌属（Gallionella）、纤毛菌属（Leptothrix）、鞘铁细菌属（Sideroc-apsa）等细菌的菌体周围积聚着大量的氢氧化铁而受到注意，但认为有固定二氧化碳能力的仅加氏铁柄杆菌属。同时这些菌在中性至偏碱性条件下生长时，对二价铁离子无生物氧化能力，因而未进行代谢理论的研究。Thiobacillus（Ferrobacillus）ferrooxid-ans为1954年发表的铁细菌，在酸性条件下可氧化二价铁和固定二氧化碳。该菌也可利用硫和无机硫化物。生长的最适pH为2.5-4.0左右。氧化铁离子时，必须要求硫酸，其反应为：

4FeSO₄ O₂ 2H₂SO₄→2Fe₂（SO₄）₃ 2H₂O

　　电子传递系统为细胞色素a，b，c，c₁等。二价铁离子由细胞色素c还原酶还原细胞色素c而生成三价铁离子。在电子传递系统中生成ATP，由ATP电子逆流还原NAD进行二氧化碳的还原。