常见的自生固氮微生物包括：以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻，因其异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮。
固氮微生物指能够还原分子态氮为氨态氮的微生物。生物固氮作用是自然界中分子态氮转化为氮素化合物的主要作用。全世界每年由于生物固氮作用所固定的氮素量可达63到175百万吨，对农业生产具有重大意义。
