致病杆菌属属于好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌下的肠杆菌科。

杆状细胞0.8~2 μmX4~10μm。在老培养物中，细胞含有晶体内含物（不是聚-β-羧基丁酸盐）。球状体（球形细胞）是由于细胞壁裂解而成，在老培养物中也能形成，平均大小为2.6 μm。以周生鞭毛运动。兼性厌氧，具有呼吸和发酵两种类型的代谢。一个种接触酶阴性；另一个有生物荧光。最适生长温度约25°C；在36°C时生长差或完全不生长。从葡萄糖 产酸弱或迟缓，即使25°C时也如此；从多数熟知的碳水化合物不发酵或产酸量极少。硝酸盐不能还原到亚硝酸盐。用千肠杆菌科鉴定的大多数的生化测定呈阴性。只能从线虫(Neoaplecama以及Heterorhabditis 两个属）当中分离出来，并且能从它们寄生的昆虫中分离出来。

DNA的G+C mol%是43~44 (Bd)。种间鉴别特征见表3-20 。

模式种：嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophilus)。