光合菌為養殖常使用的益生菌，是一種可以利用光產生能量的微生物，生長在厭氧及兼性厭氧的環境下，具有固氮、脫氮、固碳及氧化硫化物能力 (Madigan, 2004)，添加在養殖池水環境中，可降低水中的氨、亞硝酸及硫化氫濃度，改善水質 (Chien and Liang, 1994)。因此，也常被應用在農業廢水的處理，以生物降解的方式分解有機質。
光合菌在固氮作用的過程，是藉由固氮酶 (nitrogenase) 和氫化酶 (hydrogenase) 兩種酶抑制細菌細胞膜中氧的存在，使光合菌在無氧狀態下進行反應，固氮酶的活性促使氫化酶被激活而產生氫和吸收氫，進而使光合菌有充足的氫進行固氮作用 (Tan, 2009)。