自然界中存在某些微生物，它們能以二氧化碳為主要碳源，以無機含氮化合物為氮源，合成細(xì)胞物質(zhì)，并通過氧化外界無機物獲得生長所需要的能量。這些微生物進(jìn)行的營養(yǎng)方式稱為化能合成作用。例如硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、氫細(xì)菌等。這些微生物的活動，對維持地球上物質(zhì)循環(huán)的平衡以及對凈化環(huán)境具有重要作用。例如，土壤中硝化細(xì)菌的活動，可提高土壤肥力，增加植物可利用的氮素營養(yǎng)。利用硫細(xì)菌可降低土壤pH值，提高土壤礦質(zhì)鹽的可溶性，從而改善作物的礦質(zhì)營養(yǎng)。利用某些自養(yǎng)微生物的化能合成作用，可在貧礦尾礦中進(jìn)行細(xì)菌浸礦。還可利用氫細(xì)菌進(jìn)行單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)，其最大優(yōu)點在于原料取之不盡。但某些菌亦可造成對人類的危害，例如對金屬的腐蝕等。