白喉杆菌为需氧菌或兼性厌氧菌,用奈瑟染色菌体染成黄褐色,一端或二端染成蓝色或深蓝色颗粒,称为异染颗粒,其主要成分是磷酸盐和核糖核酸,是本菌形态特征之一。无毒株被带毒素基因的β-棒状杆菌噬菌体所感染而成为溶原性细菌时,便可产生白喉外毒素,并可随细胞分裂而遗传给子代细菌。本菌的致病物质主要是白喉毒素。锡克试验用于测定人体对白喉有无免疫力,确定是否需要预防接种。对密切接触过白喉病人的易感儿童,可肌内注射1000~2000单位白喉抗毒素作紧急预防,同时注射白喉类毒素以便延长免疫力。