Clostridium botulinum és un bacil anaerobi grampositiu que forma espores altament resistents i produeix una neurotoxina extremadament potent.
C. botulinum es troba àmpliament distribuït a la naturalesa, inclosos sòls, aigües estancades, vegetals en descomposició, així com en el tracte intestinal de mamífers, crancs i mol·luscs bivalves. La temperatura òptima per al seu creixement es troba entre els 35 °C i 40 °C.
Aquest microorganisme pot sobreviure en aliments gràcies a la seva capacitat d’adaptar-se a condicions d’absència d’oxigen i baixa acidesa. El seu rang òptim de pH és entre 4, 6 i 8,5, amb el seu desenvolupament més actiu entre 5 i 6,5. C. botulinum necessita una activitat d’aigua (aw) mínima de 0,94 per créixer i produir toxina. En aliments amb baixa activitat d’aigua, com aliments molt salats, ensucrats o deshidratats, el risc de creixement de C. botulinum es redueix considerablement.
La toxina botulínica es classifica, segons la seva especificitat antigènica, en set tipus diferents (A-G) . Els tipus A, B, E i F són responsables del botulisme en humans, amb els tipus A i B sent els més freqüents i potents. Els tipus C i D estan associats amb el botulisme en animals, .
La toxina botulínica és considerada una de les substàncies biològiques més tòxiques que existeixen. Quantitats molt petites (de pocs nanograms) de la toxina botulínica poden causar la malaltia.