Clostridium botulinum là vi khuẩn kị khí tuyệt đối, sinh bào tử hình oval và thường gặp trong đất, có nha bào. Nhiệt độ thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn này là 12,5 đến 48oC.
Clostridium botulinum là loại vi khuẩn tiết ra độc tố rất mạnh, gây nên bệnh cấp tính rất nặng, làm phá huỷ thần kinh trung ương và gây tử vong.
Clostridium botulinum là vi khuẩn Gram dương, hình que, kỵ khí, sinh bào tử, di động với khả năng sản xuất độc tố thần kinh botulinum. Sinh độc tố thần kinh botulinum neurotoxin typ A-G, là nguyên nhân gây liệt cơ khi bị ngộ độc thịt.
Độc tố botulinum có thể gây ngộ độc thịt, một bệnh liệt mềm nghiêm trọng ở người và các động vật khác, và là độc tố mạnh nhất mà nhân loại biết đến, tự nhiên hoặc tổng hợp, với liều gây chết người là 1,3–2,1 ng/kg ở người.
C.botulinum là một nhóm vi khuẩn gây bệnh đa dạng ban đầu được nhóm lại với nhau bởi khả năng sản xuất độc tố botulinum và hiện được gọi là bốn nhóm riêng biệt, C. botulinum nhóm I–IV, cũng như một số chủng Clostridium butyricum và Clostridium baratii, là vi khuẩn chịu trách nhiệm sản xuất độc tố botulinum.
C. botulinum chịu trách nhiệm về ngộ độc thực phẩm (ăn phải độc tố được hình thành trước), ngộ độc ở trẻ sơ sinh (nhiễm trùng đường ruột với C. botulinum hình thành độc tố) và ngộ độc vết thương (nhiễm trùng vết thương với C. botulinum). C. botulinum tạo ra các nội bào tử chịu nhiệt thường được tìm thấy trong đất và có thể tồn tại trong các điều kiện bất lợi.
Clostridium botulinum thường được kết hợp với thực phẩm đóng hộp phồng lên; lon bị phồng, biến dạng có thể là do áp suất bên trong tăng lên do khí do vi khuẩn tạo ra. Gần đây, Clostridium botulinum còn được tìm thấy trong một số trường hợp ngộ độc thực phẩm liên quan đến pa tê chay và cá chép ủ muối.