Серобактерии — бактерии, окисляющие восстановленные соединения серы.

К серобактериям относят многие фототрофные пурпурные и зеленые бактерии, некоторые цианобактерии, а также ряд нефотосинтезирующих бактерий. Обитают в пресных и солёных водах. Изучение серобактерий послужило С. Н. Виноградскому основанием для установления хемосинтеза.

Энергию для синтеза органических веществ они получают, окисляя сероводород:

Выделяющаяся свободная сера накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При недостатке сероводорода серобактерии производят дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до серной кислоты: