分枝桿菌屬是一類細長略彎曲的，有時有分枝或出現絲狀體。目前在分類學上已將分枝桿菌屬歸納于放線菌中。對人致病的放線菌可分含和不含分枝菌酸兩類。分枝桿菌屬于含分枝菌酸類。

　　本屬細菌的主要特點是細胞壁含有大量脂質，主要是分枝菌酸。這和其染色性、生長特性、致病性、抵抗力等密切相關。一般不易著色，若經加溫或延長染色時間而著色后能抵抗強脫色劑鹽酸乙醇的脫色，故又稱抗酸桿菌。該菌屬無鞭毛、無芽胞、不產生內、外毒素，其致病性和菌體成分有關。引起的疾病都呈慢性，并伴有肉芽腫。

　　結核分枝桿菌在體內外經、環或誘導可影響細胞壁中肽聚糖的合成，異yan肼影響分枝菌酸的合成，巨噬細胞吞噬結核分枝桿菌后的作用可破壞肽聚糖，均可導致其變為L型，呈顆粒狀或絲狀。異yan肼影響分枝菌酸的合成，可變為抗酸染色陰性。這種形態多形染色多變在肺內外結核感染標本中常能見到。臨床結核性冷膿瘍和痰標本中甚至還可見有非抗酸性革蘭陽性顆粒，過去稱為Much顆粒。該顆粒在體內或細胞培養中能返回為抗酸性桿菌，故亦為L型。

　　專性需氧。zui適溫度為37℃，低于30℃不生長。結核分枝桿菌細胞壁的脂質含量較高，影響營養物質的吸收，故生長緩慢。在一般培養基中每分裂1代需時18~24h，營養豐富時只需5h。

　　初次分離需要營養豐富的培養基。常用的有羅氏固體培養基，內含蛋黃、甘油、馬鈴薯、無機鹽和孔雀綠等。孔雀綠可抑制雜菌生長，便于分離和培養。蛋黃含脂質生長因子，能刺激生長。根據接種菌多少，一般2~4周可見菌落生長。菌落呈顆粒、結節或花菜狀，乳白色或米黃色，不透明。在液體培養基中可能由于接觸營養面大，細菌生長較為迅速。一般1~2周即可生長。分枝桿菌臨床標本檢查液體培養比固體培養的陽性率高數倍。