白喉杆菌属棒状杆菌属革兰氏染色阳性。菌体细长微弯，一端或两端膨大的棒状杆菌，排列很不规则，常呈L、V或Y型，也可排列成栅栏状，无鞭毛和芽孢，需氧和兼性厌氧，能分解一些糖类，产酸不产气。

白喉棒状杆菌在鼻、咽、喉等部位寄生，产生外毒素。白喉杆菌外毒素不稳定，以0.3%—0.5%的甲醛处理成为类毒素，可以预防接种，或制备抗毒素血清。白喉杆菌对冷冻、干燥抵抗力强，在干燥荚膜中可以生存12周。在玩具、衣物上可以存活数天。对湿热及化学消毒剂敏感，56℃10分钟或5%的苯酚1分钟即可死亡，阳光直射下仅能存活数小时。

白喉杆菌可以引起白喉，白喉传染源包括患者和白喉带菌者，在潜伏期末，即开始从呼吸道分泌物中向外排菌，具有传染性。健康带菌者约占总人口的0.1%—5%，流行期间带菌率可达10%—20%。