Thiobacillus są bezbarwne, Gram-ujemne. Są to zdecydowanie bakterie tlenowe, wszystkie gatunki mają układy oddechowe.
Thiobacillus są organizmami samożywnymi, to znaczy wymagają nieorganicznych drobin takich jak elektrono-dawca np. dwutlenek węgla jako źródło. Bakterie te odżywiają się utleniając żelazo i siarkę z O2.
Thiobacillus nie wytwarzają form przetrwalnikowych; są to Gram-ujemne proteobakterie. Ich życiowy cykl jest typowy dla bakterii, rozmnażają się przez podział komórki.
Thiobacillus ferrooxidans są najbardziej powszechną bakterią na odpadowych hałdach kopalnianych. Są to organizmy kwasolubne, zwiększają wskaźnik utleniania pirytu na hałdach kopalnianych i złożach węgla, utlenia siarczki żelaza. Te procesy utleniania są szkodliwe ponieważ efektem jest powstawanie kwasu siarkowego, który jest główną substancją zanieczyszczającą. Jednakże kwas siarkowy potrafi być zbawienny przy odzyskiwaniu miedzi czy uranu. Istnieje sugestia iż formy T. ferrooxidans żyją w symbiozie z członkami kategorii Acidiphilium, bakterii zdolnych do redukcji żelaza.