Zielone bakterie siarkowe zawierają takie barwniki fotosyntetyczne jak bakteriochlorofil c, d, e, które występują w charakterystycznych kompleksach antenowych zwanych chlorosomami. Rozmiar tych kompleksów jest znacznie większy niż u innych fotosyntetyzujących organizmów. Każdy chlorosom zawiera od 50 000 do nawet 250 000 cząsteczek bakteriochlorofilu. Obecność bakteriochlorofilu c, d, lub e oraz tworzenie chlorosomów są cechami charakterystycznymi dla grupy bakterii zielonych. Z tej grupy najbardziej rozpowszechnione są właśnie zielone bakterie siarkowe.
Zawierają one poza tym pewne mniejsze ilości chlorofilu a i bakteriochlorofilu a, które to są związane z przenoszeniem energii z chlorosomu do centrum reakcji. Bierze w tym udział unikalne białko Fenna–Matthews–Olson. Obecność tych wszystkich barwników fotosyntetycznych sprawia, że barwa bakterii jest na ogół zielona, jednak przy obecności karotenoidów może jawić się jako brązowa.