Pseudomonas aeruginosa выраженный хемоорганотроф, аэроб, факультативный анаэроб (денитрификатор); метаболизм дыхательный. В качестве источника энергии использует Н2 или СО. Каталаза - положительна, синтезирует цитохромоксидазу (индофенолоксидаза), а оксидазный тест является одним из ведущих при идентификации синегнойной палочки.
Синтезирует триметиламин, придающий культурам запах жасмина, винограда или карамели. Не нуждается в факторах роста. Ассимилирует ацетаты, пируваты, укцинаты. Может утилизировать глюкозу, L-аланин, при их содержании в среде не менее 0,5%. Продуцирует аргинин дегидролазу.
Протеолитическая активность сильно выражена. Разжижает желатин, свертывает сыворотку крови, гидролизует казеин, утилизирует гемоглобин (колонии Pseudomonas aeruginosa на кровяном агаре образуют зоны ß-гемолиза). Синтезирует гиалуронидазу, гидролизует не только белки, но и отдельные аминокислоты. Лизин и орнитин не декарбоксилирует, восстанавливает нитраты до нитритов и далее до молекулярного азота.
Сахаролитическая активность низкая. Окисляет только глюкозу с образованием глюконовой кислоты. Некоторые штаммы осуществляют биодеструкцию углеводородов, в том числе формальдегида.