Метанокисля́ющие бакте́рии, группа грамотрицательных аэробных прокариот, способных использовать метан в качестве единственного источника углерода и энергии. Большинство метанокисляющих бактерий представлены одиночными кокками и палочками, вибриоидными или грушевидными клетками; их размеры – 0,4–1,5 мкм в диаметре и 0,6–4,0 мкм в длину. Некоторые метанокисляющие бактерии имеют жгутики, подвижны. Обладают развитой системой мембран в цитоплазме. Утилизация метана метанокисляющими бактериями происходит при участии фермента метанмонооксигеназы, катализирующей его окисление кислородом до метанола. Дальнейшие превращения осуществляются по схеме: метанол → формальдегид → муравьиная кислота → диоксид углерода. Вещество клеток синтезируется, как правило, из формальдегида двумя путями. Один из них приводит к образованию триозофосфата (т. н. рибулозомонофосфатный путь), другой – через синтез аминокислоты серина (сериновый путь) к образованию фосфоглицерата. В соответствии с этими особенностями различают 2 типа метанокисляющих бактерий. Бактерии первого типа насчитывают 10 родов (в том числе Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylomicrobium, Methylosphaera), бактерии второго типа – 4 рода (Methylocystis, Methylosinus, Methylocella, Methylocapsa).
Метанокисляющие бактерии распространены повсеместно. Они населяют почвы, болота, рисовые чеки, морские и пресные воды, свалки бытовых отходов, угольные шахты и другие местообитания, в которых присутствуют метан и кислород. Физико-химические характеристики этих местообитаний варьируют в широком диапазоне значений – температура от 0 до 65 °С, pH от 0,8 до 10,5 и солёность от 0 до 15%.
Окисляя метан – один из основных парниковых газов в атмосфере Земли – метанокисляющие бактерии играют важную роль в биосфере. Они могут использоваться для предотвращения эмиссии метана с полигонов захоронения твёрдых бытовых отходов, для борьбы с накоплением метана в шахтах, получения богатой белком кормовой биомассы (на основе природного газа) и для биоремедиации загрязнённых экосистем.