白喉杆菌是革兰氏阳性杆菌，分为四种生物型: 轻型、中间型、重型及Belfani型。前三型可产生白喉外毒素，只有能够产生外毒素的白喉杆菌才能致病。但白喉杆菌的生物分型与疾病轻重程度无关。白喉杆菌对湿热的抵抗力不强，对一般消毒剂敏感。60℃10分钟或煮沸可迅速杀死该菌，1%石炭酸中经1分钟死亡，在0.1%升汞、5%石碳酸和3～5%的来苏溶液中，可迅速被杀灭。但该菌对干燥、寒冷和日光的抵抗力较其他无芽胞的细菌为强，在日常物品、食品及衣服上能生存多日，在干燥假膜内存活2个月，在水和牛奶中可活数周；随尘埃播散，若暴露于直射阳光下经数小时才被杀死。