硝化细菌自养方式大致分为两种：一种是利用硝化池或池系统，另一种是利用培养皿或培养管，或分别两种方式共同使用。硝化池中的硝化细菌能够在合适的条件下自养，细菌的繁殖和活动可以得到控制，从而改变水的水质。在培养皿或培养管中，细菌能够在适当的培养基中自养，从而获得良好的活性和繁殖。

硝化细菌生活在有氧的水中或砂层中，只有同时满足了水分与氧气的供应，它们才能存活。硝化细菌最适宜在弱碱性的水中生活，在温度达到25度左右时生长繁殖最快。它的繁殖不遵循分离定律和自由组合定律。在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。