硝化细菌(英语:nitrifying bacteria)是一群好氧的化能自养生物之统称,细菌能通过食用无机氮化合物生长。硝化细菌以二氧化碳为碳源,通过代谢将氨或铵盐氧化成硝酸盐。硝化细菌可以用不含有机碳的培养基培养。许多品种的硝化细菌具有复杂的内部膜系统在关键位置为硝化酶:氨单加氧酶(英语:Ammonia monooxygenase)将氨氧化为羟胺,和亚硝酸盐氧化还原酶(英语:nitrite oxidoreductase)将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。