一類具特殊形態的細菌。細胞呈絲狀排列，被包在鞘膜內，有獨特的生活史。單個細胞桿狀，革蘭氏染色陽性，偏端叢生鞭毛，能活躍運動，又稱游動細胞。鞘一般由蛋白質、多糖、脂類復合物組成，有的還有錳和鐵的沉積物，類似莢膜，緊貼在桿菌鏈的外圍，可防御原生動物和某些細菌的攻擊。鞘上一般有固著器，可附著于固形物上，當水中營養不足時，鞘可隨水流動而富集營養。專性需氧菌。主要分布在含污染物的河流、濾水池、活性污泥等含有機質豐富的流動淡水中。大量生長時，常形成“球衣菌菌花”（bloom）；也可使活性污泥膨脹，致使難以澄清。包括球衣菌屬（Sphaerotilus）、纖發菌屬（Leptothrix）、軟發菌屬（Streptothrix）、利斯克氏菌屬（Lieskeella）、柵發菌屬（Phragmidiothrix），泉發菌屬（Crenothrix）和細枝發菌屬（Clonothrix）。