1960年以来，经过矿物加工专家多年的研究及生产实践，已经基本掌握了细菌浸出过程的基本规律。细菌浸矿主要由直接作用理论、间接作用理论及复合作用理论组成。一般认为，细菌浸矿直接作用与间接作用同时存在于硫化矿浸出过程。氧化矿细菌浸出主要是破坏硫及硫化物的包裹，强化浸出氧化矿中伴生的硫化矿，提高金属总回收率，降低硫酸单耗。
（1） 细菌浸出直接作用理论
细菌浸出是指细菌与矿物表面接触，将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和硫化物的原子团。在有水、空气、弱酸条件下（pH值1.6～2.0），在氧化铁硫杆菌、氧化铁铁杆菌、氧化硫硫杆菌等细菌作用下，许多金属硫化矿会发生直接反应。有关化学反应式如下。
CuFeS 2 （黄铜矿）+4O 2 ＝CuSO 4 +FeSO 4 （细菌作用）
CuS（铜蓝）+2O 2 ＝CuSO 4 （细菌作用）
4CuAsS（硫砷铜矿）+6H 2 O+13O 2 ＝4CuSO 4 +4H 3 AsO 4 （细菌作用）
S（硫）+2H 2 O+3O 2 ＝2H 2 SO 4 （细菌作用）
一般通过检测浸出液中Fe 3+ 、Fe 2+ 浓度以判断是否存在细菌。细菌浸出能够把Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ，通过Fe 3+ 的氧化作用，来浸出部分硫化矿。细菌能够较快浸出辉铜矿及铜蓝，细菌吸附在被侵蚀硫化矿物表面，能够把硫氧化为硫酸。有关反应见下式。
2Cu 2 S（辉铜矿）+2H 2 SO 4 +5O 2 ＝4CuSO 4 +2H 2 O（细菌作用）
Cu 2 S（辉铜矿）+2Fe 2 （SO 4 ） 3 ＝2CuSO 4 +4FeSO 4 +S
以上反应表明，在细菌参与下，金属元素浸出过程不会被单质硫包裹，不会产生元素硫，矿石中的硫元素被氧化为硫酸，吨铜硫酸单耗降低。没有细菌参与时，在矿物表面形成一层硫膜包裹，导致浸出速度慢；三价铁离子的再生变得十分缓慢，单独依靠硫酸高铁浸出硫化矿不可能得到工业化应用。