根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为5类：
致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死;成人少见。
肠产毒性大肠杆菌(ETEC)
引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，也可呈严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2～3天即愈。营养不良者可达数周，也可反复发作。
肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)
肠侵袭性大肠杆菌的特点是能侵入大、小肠粘膜，穿入上皮细胞内，使细胞蛋白溶解并在其中生长繁殖，使粘膜刷状缘受损，局部发生溃疡甚至出血，所以临床大便表现似痢疾。
肠出血性大肠杆菌(E.I"IEC)
患者可能出现各种症状，包括严重的水泻、带血腹泻、发热、腹绞痛及呕吐。情况严重时，更可能并发急性肾病。5岁以下的儿童出现该等并发症的风险较高。若治疗不当，可能会致命。
也可以引起腹泻，但对其发病机理与血清型尚不了解。EAEC不侵入肠上皮细胞，不产生LT或ST，也无VT毒素。唯一特征是具有与Hep-2细胞(人喉上皮细胞癌细胞系)粘附的能力，故也称Hep-2细胞粘附性大肠杆菌。
