光合细菌（简称PSB）是以光为能源，以CO2或有机物为碳源，以硫化氢等为供氢体，进行自养或异养的一类原核微生物的总称，广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊和江海等处，具有固氮、产氢、固碳和脱硫等多种生理生化功能，在自然界的物质循环中起着非常重要的作用。根据光合细菌所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌（蓝细菌、原绿菌）和不产氧光合细菌（紫色细菌和绿色细菌）。
 |
 |
光合细菌
光合细菌适宜生长在15℃—40℃的环境中，有半环状、杆状、球状、螺旋状等多种形态。光合细菌虽不含叶绿体，但含有类似叶绿体的结构，在此结构中有叶绿素、菌绿素、辅助色素类胡萝卜素和藻胆素等细菌光合色素，这些色素是光合细菌进行光合作用的物质基础。
光合细菌菌体无毒且营养丰富，含有65.45%蛋白质，7.18%脂肪，2.78%粗纤维和20.31%可溶性糖。PSB菌体还含有丰富的B族微生物（其中维生素B12含量是酵母的200倍）和16种人体必需氨基酸、泛酸、叶酸等。除此之外，还含有抗病毒物质、促生长因子和辅酶Q等多种生理活性物质，尤其是辅酶Q含量分别为酵母、菠菜叶和玉米幼芽的13倍、94倍和82倍。光合细菌也因此被开发成多种保健食品。据美国商务部透露，仅1992年, 美国保健品中约有5.5% ~ 6.5%的品种加有不同比重的光合细菌菌液；日本生物化学工业公司生产的一种紫色光合细菌保健食品还申请了专利。
由于以煤焦油系为主要成分的合成色素具有致癌性，天然色素的开发引起了广泛关注。光合细菌含有的类胡萝卜素是一种用途非常广泛的功能色素，在用作食品添加剂的同时还可起到抗氧化的保健作用。采用光合细菌发酵生产的类胡萝卜素无毒、色彩鲜艳，目前已被广泛应用于油脂类、豆制品、冰淇淋、糕点以及饮料等的着色。
此外，光合细菌还可作为优良的水质改良剂和饲料添加剂应用于水产养殖和畜禽饲养上。