El género Mycobacterium spp. está compuesto por bacilos largos de 3 μm a 5 μm de longitud, de aspecto curvo, inmóviles, no esporulados, con abundantes gránulos citoplasmáticos y acidoresistentes. Mycobacterium spp. tiene como reservorio a humanos y animales.
Entre las especies de este género se encuentran Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium bovis, que provocan tuberculosis en humanos, y Mycobacterium avium que también es capaz de producir la enfermedad, especialmente en personas inmunocomprometidas.
Recientemente, se ha identificado que Mycobacterium caprae también puede causar tuberculosis en animales y, en menor medida, en humanos.
El rango de temperaturas para el crecimiento de Mycobacterium, se encuentra entre 25 °C y 45 °C, con un valor óptimo de 37 °C. En relación con el pH, el intervalo es de 4 a 8, siendo el valor óptimo un pH de 6. Mycobacterium puede crecer en un rango de actividad del agua (aw) entre 0,98 y 0,99.
La dosis infectiva de M. tuberculosis es muy baja, de diez bacterias, la cantidad que contiene la gota de un estornudo es suficiente para provocar la infección, incluso se sospecha que una sola célula viva puede producir una infección, o puede hacer fracasar un tratamiento.
La dosis infectiva de M. bovis en humanos es desconocida, pero se estima que podría ser de decenas de organismos.