狹義產氫微生物
狹義的產氫微生物分類方法主要是將產氫的微生物分成了四大類，分別是綠藻、藍細菌、光合細菌以及發酵型細菌。綠藻可以產氫的微生物主要包括了萊茵衣藻、歇生柵藻、綠球藻和亞心形扁藻；藍細菌可以產氫的微生物主要有魚腥藍細菌、顫藍細菌、絲狀藍細菌、黏桿藍細菌、絲狀異形胞藍細菌以及多變魚腥藍細菌；光合細菌能夠產氫的細菌主要是球形紅細菌、莢膜紅細菌、嗜硫小紅卵菌、深紅紅螺菌、沼澤紅假單細菌以及沼澤假單胞菌；而發酵型細菌中能夠產氫的細菌主要包含了丁酸梭菌、嗜熱乳酸菌、巴士梭菌、類腐敗梭菌、陰溝腸桿菌以及蜂房哈夫尼亞菌。在這幾種產氫微生物中只有發酵型細菌不需要光，而其他幾種微生物都需要光的作用。在這幾種產氫微生物中綠藻類微生物的產氫速率最慢，而藍細菌產生的氫氣中經常混合其他氣體。
廣義產氫微生物
光合微生物
綠藻、藍細菌和光合細菌雖然都屬於產氫的光合微生物，但是它們作用的條件各不相同，其中綠藻和藍細菌主要是在光照、厭氧的條件下對水進行分解得到氫氣，這種情況通常被研究工作者稱為光解水產氫，而光合細菌通常是在光照、厭氧條件下對有機物進行分解得到氫氣，這種產氫的方式通常被研究工作者稱為光合產氫或者說是有機化合物的光合細菌的光分解法。這三者之間的主要區別在於綠藻和藍細菌作用的底物主要是水，而光合細菌作用的底物主要是有機化合物，而將這三者通常劃分在一起的原因主要是它們在進行產氫的過程的條件是一樣的，都需要一定程度的光照和在厭氧條件下進行。
非光合細菌
非光合細菌產氫微生物與光合產氫微生物的主要區別就在於光合產氫微生物需要有光照，而非光合產氫微生物不需要光照，這一類產氫微生物主要是發酵型微生物。這一類產氫微生物主要是在無光照、厭氧的條件下對有機物進行分解而產生我們需要的氫氣，這種產氫的方式也經常被我們成為暗發酵產氫或者有機化合物的發酵制氫法。
（1）嚴格厭氧發酵產氫菌
嚴格的厭氧發酵型產氫細菌對於氧氣的存在十分敏感，氧是嚴格厭氧發酵型產氫細菌是否能夠產氫的關鍵因素，嚴格厭氧的發酵型細菌即使是短時間接觸氧氣也會使得其發酵的過程中斷，而使得氫氣的產生受到嚴重的影響，主要原因是嚴格厭氧產氫微生物的發酵過程是為其產氫過程提供能量的關鍵因素，一旦發酵被中止，那么就無法提供能量，就無法進行產氫的後續過程。嚴格發酵產氫菌主要包括產氫梭菌（Clostridia）、嗜熱產氫菌（Thermophiles）等。
（2）兼性厭氧發酵產氫菌
兼性厭氧發酵產氫菌與嚴格厭氧發酵產氫菌和好氧發酵產氫菌最主要的區別就是它既可以在有氧的條件下進行發酵產氫，還可以在無氧的條件下發酵產氫。具有產氫能力的兼性厭氧發酵菌在厭氧條件下可以分解利用多種有機物產生氫氣和二氧化碳，產氫能力不受高濃度氫氣的抑制，但缺點是產氫量比較低。
（3）好氧發酵產氫菌
通過對以上兩種發酵型產氫菌的研究，我們可以發現好氧型發酵產氫菌與其他兩種發酵產氫菌的主要區別是它必須在有氧的條件下進行發酵產氫。這一類發酵產氫菌在有氧條件下能夠很好地生長，並且還具有十分完整的呼吸鏈。這一類好氧發酵產氫菌需要在氧氣下進行發酵的主要原因是，只有其氫的最後受體是氧氣時才能夠正常地進行完整的呼吸鏈，不然就不能完成整個發酵過程。而好氧產氫菌主要包括芽孢桿菌（Bacillus）、脫硫弧菌（Desulfovibrio）等。
