Les bactéries et les cyanobactéries violettes et vertes sont photosynthétiques. Les bactéries photosynthétiques sont capables de produire de l'énergie à partir des rayons du soleil dans un processus similaire à celui utilisé par les plantes. Au lieu d'utiliser la chlorophylle pour capter la lumière du soleil, ces bactéries utilisent un composé appelé bactériochlorophylle.
Les cyanobactéries sont des organismes unicellulaires qui vivent dans l'eau. Les cyanobactéries fossilisées sont sur Terre depuis longtemps et jouent un rôle important dans la chaîne alimentaire. Ils ont probablement généré une grande partie de l'oxygène dans l'atmosphère et sont les précurseurs des chloroplastes, qui permettent aux plantes de fabriquer leur propre nourriture. Ils convertissent l'azote du sol en une forme utilisable par certaines plantes.
Il existe deux variétés de bactéries violettes. Une variété utilise du soufre au lieu de l'oxygène pour effectuer le processus de photosynthèse, et l'oxygène peut en fait inhiber leur croissance. Ces bactéries vivent dans des milieux aquatiques pauvres en oxygène. L'autre variété de bactéries violettes réside dans des environnements oxygénés et nécessite de l'oxygène pour la photosynthèse.
Comme les bactéries violettes, certaines bactéries vertes effectuent la photosynthèse en utilisant du soufre. Bien que souvent situées dans les estuaires, des bactéries vertes ont également été découvertes dans l'océan profond à proximité de sources hydrothermales. Bien que très peu de lumière pénètre dans ces profondeurs, la petite quantité de lumière qui y pénètre est utilisée par les bactéries vertes pour créer de l'énergie.