（一） 自生固氮菌
自生固氮微生物在土壤中可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌，以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻，念珠藻和颤藻为代表的厌氧性自生固氮蓝藻。他们不生长在植物体内，能自己从空气中吸收氮气，繁殖后代，死后将遗体“捐赠”给植物，让植物能得到大量的氮肥。
红螺菌，红硫细菌和梭状芽孢杆菌等都是自生固氮菌，利用光能或化能固定氮素土壤中的自生固氮菌能够在自由生活状态下固氮，只是当他固定氮素满足自身生长繁殖需要以后就不再固氮了，多余的氮反过来会抑制他们自身的固氮系统，因此，他们固氮效率比较低，固氮量较少。
（二） 联合固氮菌
联合固氮的种类和分布非常广泛，从禾本作物到木本植物以及组织的根际中都有发现。其中，研究的较为普遍和深入的有：雀稗固氮菌，弗李明拜叶林克氏菌，多粘芽孢杆菌，梭菌属，德克氏菌属，阴沟肠杆菌等。
1.根际固氮菌
根际固氮菌指定殖于根表的所有固氮细菌。这类细菌不仅为植物提供氮素营养，其促进植物生长的主要原因在于产生的激素影响了植物的生理过程。这类固氮菌主要包括雀稗固氮菌，拜叶林克氏菌等
2.内生固氮菌
内生固氮菌是指那些定殖在植物根内而与宿主植物联合固氮的固氮菌。固氮螺菌大多聚集在植物根表的粘质层或粘质鞘中，但有的菌株群却能突破根表细胞壁，侵入宿主根的皮层组织内，但并不形成共生组织，是介于根际自生固氮和结瘤固氮的过渡类型。
虽然联合国固氮的固氮效应不急共生固氮高，但其分布广，受益作物多，因此，对于非豆科植物而言，联合固氮可能成为将来农业，林业，牧业中潜在的稳定氮源，其生态意义和经济效益都是不可低估的。
