硝化杆菌科（Nitrobacteriaceae）是细菌的1科。根据《伯杰氏鉴定细菌学手册》（第8版），本科包括一切能以氧化氨或亚硝酸为能源，并能以二氧化碳为唯一碳源的自养细菌。菌体杆形、椭圆形、圆形、螺旋形或叶状；无芽孢；革兰氏染色阴性；亚端生鞭毛，周毛或无鞭毛。本科的典型属是硝酸杆菌属。 本科按能源底物的专性区别为两个群：①硝化细菌群：氧化亚硝酸为硝酸取得能源，包括硝化杆菌属、硝化刺菌属和硝化球菌属3属；②亚硝化细菌群：氧化氨为亚硝酸取得能源，包括亚硝化单孢菌属、亚硝化叶菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化球菌属4属。这两群细菌广泛存在于土壤和水中，对于自然界的氮素循环起着重要作用。