细菌蛋白是以碳氢化合物（如天然气或沥青）或甲醇作为底物，它们的蛋白质含量占干重的3 /4 以上，必需氨基酸的组成中同样缺乏含硫氨基酸，另外，它们所含的脂肪酸也多为饱和脂肪酸。用来生产细菌蛋白的主要有杆菌属（Bacilus） 和丝菌属(Nocardia )、微球菌属(Microcus) 和假单胞菌属(Pseudomonas )，并已经有工业化生产的先例。生产细菌蛋白的菌种主要以光合细菌为主，包括似真细菌的红螺细菌、绿硫细菌、着色细菌及似藻的蓝细菌。

细菌蛋白同样存在着核酸含量过高的问题，一般不直接被人食用，常作为饲料蛋白进行转化，或经过进一步的加工处理，之后才用作为食用蛋白原料。光合细菌能进行光合作用，营养丰富，含有60%以上的蛋白质以及多种维生素，特别是维生素B、叶酸、生物素的含量是酵母的几十倍。此外，含有生物活性物质，如辅酶Q10、抗病毒物质及促生长因子等。最近研究表明，细菌蛋白可对抗癌症细胞，这为细菌蛋白的利用开辟了一条新途径。