甲烷氧化菌主要有甲烷氧化菌I型和II型，分别属于α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria，I型属于γ-Proteobacteria，在好氧条件下氧化甲烷的细菌。它们可在仅以甲烷或甲醇为碳源的培养基上生长，但在含肉膏蛋白陈等的复杂培养基上却不能生长。例如Methylomonas、Methylococcus、Methylocaldum、Methylobacter、Methylomicrobium和Methylothermus等，II型属于α-Proteobacteria，例如Methylosinus、Methylocella、Methylocapsa和Methylocystis等。