El gènere Mycobacterium spp. està compost per bacils llargs de 3 μm a 5 μm de longitud, d’aspecte corb, immòbils, no esporulats, amb abundants grànuls citoplasmàtics i acidoresistents. Mycobacterium spp. té com a reservori a humans i animals.
Entre les espècies d’aquest gènere es troben Mycobacterium tuberculosis, i Mycobacterium bovis, que provoquen tuberculosi en humans, i Mycobacterium avium que també és capaç de produir la malaltia, especialment en persones immunocompromeses.
Recentment, s’ha identificat que Mycobacterium caprae també pot causar tuberculosi en animals i, en menor mesura, en humans.
El rang de temperatures per al creixement de Mycobacterium, es troba entre 25 °C i 45 °C, amb un valor òptim de 37 °C. En relació amb el pH, l’interval és de 4 a 8, essent el valor òptim un pH de 6. Mycobacterium pot créixer en un rang d’activitat de l’aigua (aw) entre 0,98 i 0,99.
La dosi infectiva de M. tuberculosis és molt baixa, de deu bacteris, la quantitat que conté la gota d’un esternut és suficient per provocar la infecció, fins i tot se sospita que una sola cèl·lula viva pot produir una infecció, o pot fer fracassar un tractament.
La dosi infectiva de M. bovis en humans és desconeguda, però s’estima que podria ser de desenes d’organismes.