将二价铁（Fe^2＋）或二价锰（Mn^2＋）化合物氧化为高铁（Fe^3＋）或高锰（Mn^4＋）化合物的细菌总称。形态特征和生理特性各异，分属不同的细菌类群。按其营养型可分为两大类：

有球衣菌属（Sphaerotilus）、纤发菌属（Leptothrix）、泉发菌属（Crenothrix）和细枝发菌属（Clonothrix）。这类菌的共同特点是细胞为杆状，在一个鞘套内排列成链。统称鞘细菌。鞘由细胞分泌的蛋白质-多糖-脂复合物组成。它包围着细胞链，但不与细胞接触。有的鞘可以分枝，因细胞不分枝，故称伪分枝。鞘可借助一个固着器附着于淹没在水中的植物、石块等物体上。细胞也可从鞘端或裂口中游出，叫游动细胞，靠极生或亚极生鞭毛运动。严格好气，但低氧分压下也能生长。除球衣菌不能氧化锰外，其余几属均能氧化铁和锰，金属氧化物沉积在鞘套内外，使其变成黄褐色。

具特殊形状的为嘉利翁氏菌属（Gallionella）。细胞肾形或球形，位于辫状“长柄”的末端。细胞的长轴与“柄”的长轴垂直。“柄”是细胞分泌的粘质纤维互相缠绕的束丝。它们可以被氧化生成的氢氧化铁覆盖，但不沉积锰氧化物，其氢氧化铁可构成细胞群体干重的90%。它们在氧化亚铁为高铁的同时，同化相当数量的CO₂，所以可能是化能自养型。微好气，最适pH6～7。

另外一些具荚膜的铁细菌，如鞘铁菌属（Sidero-capsa）、瑙曼氏菌属（Naumanniella）和铁球细菌属（Siderococcus），细胞球形、卵形或杆状，细胞外有一层荚膜，均具沉积铁（锰）氧化物的能力。在荚膜内外沉积着铁（锰）氧化物，使成浅黄色至浅褐色。由于多数菌尚未得到纯培养物，所以其生理特征和分类地位均不很清楚。有多形瑙曼氏菌（Naumanniellapolymorpha）已证明为自养生长，好气或微好气。

铁细菌常见于淡水中，在含Fe^2＋的污水、矿的排水或各种温泉中，可以附着在水生植物或石块上，也可附着于浮游生物或浮漂物上。它们可以引起铁缆或管道的腐蚀，是铁矿生成的动力。沼泽铁矿就是在沼泽区由氢氧化铁沉积生成。海洋中的铁锰结核也是这类细菌作用的产物。