自养微生物是指以二氧化碳作为主要或唯一的碳源，以无机氮化物作为氮源，通过细菌光合作用或化能合成作用获得能量的微生物。
这类微生物可以将简单的无机物二氧化碳或碳酸盐合成复杂的有机物，供生命活动的需要。根据它们同化二氧化碳过程所需的能量来源不同，可分为光能自养型和化能自养型。
1. 光能自养型：这类微生物细胞内含有光合色素，可将日光能转变为化学能，供给生命活动需要。除绿色植物外，还有少数细菌（如红硫细菌，绿硫细菌），蓝藻（如鱼腥藻，颤藻）亦为光能自养型。
2. 化能自养型：这类微生物通过氧化某些无机物获得能量，例如硝化细菌氧化氨（NH3），硫化细菌氧化硫（S）或硫化氢（H2S）获得能量。
自养型微生物在自然界的碳素循环，氮素循环和硫素循环中起着重要作用。