鼠疫桿菌屬耶爾森氏菌屬。為革[1] 蘭染色陰性短小桿菌，長約1～1.5μm寬約0.5～0.7μm，兩端染色較深。無鞭毛，不能活動，不形成芽胞。在動物體內和早期培養中有莢膜。可在變通培養基上生長。在陳舊培養基及化膿 病灶中呈多形性。
本菌的抗原成份：①莢膜FI(fraction I)抗原，分為兩種，一種是多糖蛋白質(F--I)，另一種為蛋白質(F--IB)。抗原性較強，特異性較高，有白細胞吞噬作用，可用凝集、補體結合或間接血凝檢測;②毒力V/W抗原，在細胞表面，V抗原是蛋白質，可使機體產生保護性抗體，W抗原為脂蛋白，不能使機體產生保護力。V/W抗原結合物有促使產生莢膜，抑制吞噬作用，並有在細胞內保護細菌生長繁殖的能力，故與細菌的侵襲力有關。
鼠疫桿菌產生二種毒素，一為鼠毒素或外毒素(毒性蛋白質)，對小鼠和大鼠有很強毒性，另一為內毒素(脂多糖)，較其它革蘭氏陰性菌內毒素毒性強，能引起發熱、Dic、組織器官內溶血、中毒休克、局部及全身施瓦茨曼(Shwartzman)反應。
