除少數(shù)自養(yǎng)型菌種如自養(yǎng)鏈霉菌外，絕大多數(shù)為異養(yǎng)型。異養(yǎng)菌的營養(yǎng)要求差別很大，有的能利用簡單化合物，有的卻需要復(fù)雜的有機化合物。它們能利用不同的碳水化合物，包括糖、淀粉、有機酸、纖維素、半纖維素等作為能源。碳源是葡萄糖、在麥芽糖、糊精、淀粉和甘油，而蔗糖、木糖、棉子糖、醇和有機酸次之。有機酸中以醋酸、乳酸、檸檬酸、琥珀酸和蘋果酸易于利用，而草酸、酒石酸和馬尿酸較難利用。某些放線菌還可利用幾丁質(zhì)，碳氫化合物、丹寧以至橡膠。
氮素營養(yǎng)方面，以蛋白質(zhì)、蛋白有胨以及某些氨基酸最適，硝酸鹽?銨鹽和素次之。除諾卡氏菌外，絕大多數(shù)放線菌都能利用酪蛋白，并能液化明膠。和其他生物一樣，放線菌的生長一般都需要k、mg、fe、cu和ca其中mg和k對于菌絲生長和抗生素的產(chǎn)生有顯著作用。各種抗生素的產(chǎn)生所需的礦質(zhì)營養(yǎng)并不*相同，如弗氏鏈霉菌產(chǎn)生新霉素時必需zn元素，而mg、fe、cu、al和mn和等不起作用。co是放線菌產(chǎn)生維生素b12的必需元素，當(dāng)培養(yǎng)基中含1或2ppm的co時，可提高灰色鏈霉菌的維生素產(chǎn)量三倍，如果培養(yǎng)基中co含量高至20-50ppm時則產(chǎn)生毒害作用。另外，co還有促進孢子形成的功能。
大多數(shù)放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。因此，工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)抗生素過程中必須保證足夠的通氣量；溫度對放線菌生長亦有影響，大多數(shù)放線菌的最適生長溫度為23-37℃，高溫放線菌的生長溫度范圍在50-65℃，也有許多菌種在20-23℃以下仍生長良好；放線菌菌絲體比細菌營養(yǎng)體抗干燥能力強，很多菌種有盛在cacl2和h2so4的干燥器內(nèi)能存活一年半左右。
放線菌可以分解許多有機物，包括芳香化合物、石蠟、橡膠、纖維素、木質(zhì)等復(fù)雜化合物和一些氰等毒性強的化合物。因此，放線菌不僅在自然界物質(zhì)循環(huán)中，更在污水及有機固體廢物的生物處理中有積極的作用，還能促使土壤形成團粒結(jié)構(gòu)而改善土壤。