Bactérias roxas e verdes e cianobactérias são fotossintéticas. As bactérias fotossintéticas são capazes de produzir energia a partir dos raios solares em um processo semelhante ao usado pelas plantas. Em vez de usar clorofila para capturar a luz do sol, essas bactérias usam um composto chamado bacterioclorofila.
As cianobactérias são organismos unicelulares que vivem na água. As cianobactérias fossilizadas estão na Terra há muito tempo e desempenham um papel importante na cadeia alimentar. Eles provavelmente geram muito do oxigênio da atmosfera e são os precursores dos cloroplastos, que permitem às plantas fazerem seus próprios alimentos. Eles convertem o nitrogênio do solo em uma forma que pode ser usada por algumas plantas.
Existem duas variedades de bactérias roxas. Uma variedade usa enxofre em vez de oxigênio para realizar o processo de fotossíntese, e o oxigênio pode realmente inibir seu crescimento. Essas bactérias vivem em ambientes aquáticos com deficiências de oxigênio. A outra variedade de bactérias roxas reside em ambientes oxigenados e requer oxigênio para a fotossíntese.
Assim como as bactérias roxas, algumas bactérias verdes realizam a fotossíntese usando enxofre. Embora frequentemente localizadas em estuários, bactérias verdes também foram descobertas nas profundezas do oceano perto de fontes hidrotermais. Embora muito pouca luz penetre nessas profundezas, a pequena quantidade de luz que o faz é usada pelas bactérias verdes para criar energia.