Накопление серы серобактериями в природе происходит следующим образом: сера из среды поступает в клеточную вакуоль тиобактерии путём диффузии и накапливается в ней в виде запасного материала. 1 Эта сера может окисляться по мере надобности. 1

Некоторые серобактерии способны накапливать хлопья серы в клетках (роды Chromatiaceae) или вне клеток (рода из группы зелёных серных, роды Ectothiorhodospiraceae) и в условиях нехватки сероводорода окислять их дальше, до сульфат-иона. 2

Также существует процесс образования самородной серы в условиях постоянного подтока сероводородных вод. 3 Низкий окислительно-восстановительный потенциал этих вод и присутствие сероводорода предохраняют серу от дальнейшего окисления. 3 Если вследствие колебания уровня сероводородных вод отдельные участки месторождения выходят из-под их защиты, начинается процесс окисления серы. 3