在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮，固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。

共生固氮菌(symbioltic nitnogen-fixer)

一类必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物。种类很多。

1.结瘤类：与豆科植物共生者，如根瘤菌属、固氮根瘤菌属、慢性根瘤菌属和中华根瘤菌属等；与非豆科植物共生者，如弗兰克氏菌属等。

2.非结瘤类：与真菌共生者，如念珠蓝细菌属和鱼腥蓝细菌属等；与蕨类植物共生者，如满江红鱼腥蓝细菌。

共生固氮效率比自生固氮体系高数十倍。主要有根瘤菌属（Rhizobium）的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体，弗氏菌属（Frankia）与非豆科植物共生形成的根瘤共生体；某些蓝细菌与植物共生形成的共生体，如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形成苏铁共生体，红萍与鱼腥藻形成的红萍共生体等。在实验条件下培养自生固氮菌，培养基中只需加入碳源（如蔗糖、葡萄糖）和少量无机盐，不需加入氮源，固氮菌可直接利用空气中的氮（N2）作为氮素营养；如培养根瘤菌，则需加入氮素营养，因为根瘤菌等共生固氮菌，只有与相应的植物共生时，才能利用分子态氮（N2）进行固氮作用。