大地爱好者硝化细菌属于自养型细菌。自养型生物是以大气中的二氧化碳或环境中的碳酸盐为碳素营养的一种营养类型。自养型生物可分为光能自养型和化能自养型，光能自养型生物的细胞内含有光合色素，可将日光能转变为化学能，供给生命活动需要，化能自养型生物通过氧化某些无机物获得能量。
硝化细菌广泛存在于自然环境中。其存活需要水分及氧气，只有同时满足水分与氧气的供应才能存活。在泥土、沙粒、生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等各种有微孔的滤材中更宜于大量繁殖。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。
从形态上看，也有多样，如球形、杆状、螺旋形等，但均为无芽孢的革兰氏阴性菌；有些有鞭毛能运动，如亚硝化叶菌，借周身鞭毛运动；有些无鞭毛不能运动，如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中，有些菌仅发现于海水中。
硝化细菌完全无需专门购买，鱼缸中氧含量和有机物多达到正常水平后，2个月左右就可以建立起稳定的菌落。硝化细菌也不是药物，一旦稳定之后，只要环境不发生剧烈变化（如放入杀菌剂、或开水倒入），就可以长期不断繁殖，完全无需添加。