引起傷寒的病原體是傷寒桿菌,這種菌屬於沙門氏菌屬,革蘭氏染色陰性呈短桿狀,菌體周圍滿布鞭毛,能活動,沒有芽胞,也無莢膜。在普通培養基上能生長,在含有膽汁的培養基中生長更好,因為膽汁中的類脂及色氨酸可作為傷寒桿菌的營養成分。
傷寒桿菌不產生外毒素,但在菌體裂解時可產生毒力很強的內毒素,此種內毒素為致病的主要因素。傷寒桿菌的菌體"0"抗原,鞭毛、"H"抗原和表面"vi"抗原能夠使人產生相當的抗體。由於"O"及"H"抗原的抗原性較強,測定病人血清中"O""H"抗體可以診斷病人,"Vi"抗原性不強,申此產生的"vi"抗體的凝集效價也較低而且時間很短,當細菌消除後"vi"抗體也隨之消失,因此在傷寒病人的診斷上並無很大幫助、但有助於發現傷寒慢性帶菌者。