肉毒杆菌形态学性状为粗大革兰氏阳性杆菌，有周鞭毛，无荚膜。芽孢位于次极端，宽于菌体，使菌体呈网球拍状。

临床所有的肉毒杆菌中毒形式都表现为进行性弛缓性随意肌麻痹，从最小的肌肉（眼外肌、咽肌）开始直到所有随意肌。起病开始主要出现自主神经系统症状，这些症状又使疾病的病程变得更为复杂。由于胆碱能副交感神经或者交感神经突触的阻滞而导致瞳孔散大、极度口干、麻痹性肠梗阻、膀胱功能障碍和无汗。