Clostridium botulinum เป็นแบคทีเรียชนิดแกรมบวก รูปร่างเซลล์เป็นแท่งทรงกระบอก หายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน แบคทีเรียนี้เป็นประเภท obligate anaerobe เนื่องจากแก๊สออกซิเจนถือว่าเป็นพิษต่อเซลล์แบคทีเรียชนิดนี้ อย่างไรก็ตาม C. botulinum สามารถทนต่อสภาวะที่มีออกซิเจนได้บ้างเพราะว่ามีการพัฒนาเอนไซม์ superoxide dismutase (SOD) และสืบพันธุ์ด้วยการสร้างสปอร์
เป็นแบคทีเรียชนิดแกรมบวก รูปร่างเป็นท่อน สร้างสปอร์ซึ่งทนต่ออุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ได้นาน 5-10 ชั่วโมง เจริญเติบโตได้ที่อุณหภูมิ 30-37 องศาเซลเซียส ในสภาวะที่ไม่มีอากาศ พบทั่วไปในสิ่งแวดล้อม เช่น ดิน น้ำ น้ำทะเล บ่อปลา อาหารสด เป็นแบคทีเรียที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหารกระป๋องอาหารกระป๋องไม่ถูกสุขลักษณะนั้น ก็อาจได้รับอันตรายได้ จากสภาพความเป็นกรดที่ต่ำในอาหารกระป๋อง ซึ่งอาจก่อให้เกิดโรคจาก botulinum ที่สามารถสร้างสารพิษที่มีผลต่อระบบประสาท ระบบหายใจถึงขั้นเสียชีวิตได้
จากการศึกษาในทางอนุกรมวิธาน สามารถแยกกลุ่ม (phenotype) ของ C. botulinum ได้เป็น 4 กลุ่ม (I–IV) โดยแบ่งตามความสามารถในการสลายโปรตีนโครงสร้างใหญ่ต่างชนิดกัน การศึกษาสารพันธุกรรมก็สนับสนุนข้อสรุปนี้เช่นกัน C. botulinum ที่ก่อโรคในมนุษย์ได้แก่กลุ่มที่ I และ II ส่วนกลุ่มที่ III พบว่าสามารถก่อโรคได้ในสัตว์อื่นๆ หลายประเภท
พบแบคทีเรียนี้ได้ทั่วไปในธรรมชาติ ทั้งในดินและในน้ำทะเล สามารถเจริญได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรดอ่อนๆ (pH อยู่ในช่วง 4.8 – 7) เชื้อนี้มีความสามารถในการแพร่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ง่าย เช่น ผ่านการปนเปื้อนในดินที่เพาะปลูกพืช ในเศษดินที่ติดมากับผัก หรือในลำไส้ของปลา รวมทั้งในสัตว์ปีกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่แบคทีเรียชนิดนี้จะสามารถผลิตสารพิษ botulinum toxin ได้เฉพาะช่วงสร้างสปอร์ ซึ่งจะเกิดในภาวะที่ไม่มีออกซิเจนเท่านั้น นอกจากนี้มีสิ่งมีชีวิตอีกหลายชนิดที่สามารถสร้าง neurotoxin ลักษณะเดียวกันนี้ได้ เช่น สิ่งมีชีวิตที่จัดอยู่ในวงศ์ Clostridium และสิ่งมีชีวิตที่แม้จะมีลักษณะภายนอกที่ต่างกัน ก็สามารถสร้างพิษชนิดนี้ได้เช่นกัน กลุ่มของ C. botulinum และสายพันธุ์ใกล้เคียงที่สร้างสาร botulinum toxin ได้มีดังตารางนี้
เรียกว่า โรคโบทูลิซึม (Botulism|Botulism) ทำให้มองเห็นภาพซ้อน คลื่นไส้ อาเจียน หน้ามืด เป็นอัมพาต หายใจขัด และ เสียชีวิตเนื่องจากระบบหายใจล้มเหลว ผู้ได้รับเชื้ออาการจะเกิดภายใน 12-36 ชั่วโมง หลังการบริโภคอาหาร และอาจ เสียชีวิตภายใน 3-6 วันซึ่งโบทูลิสซึมเป็นโรคที่มีความรุนแรง แต่พบได้ไม่บ่อย เกิดจากทอกซินหรือสารพิษ ทอกซินนี้จะมีผลต่อระบบ ประสาท (neurotoxin) ทำให้เกิดโรคแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ โรคอาหารเป็นพิษโบทูลิสซึม (foodborne botulism) โรคโบทูลิสซึมในลำไส้ (intestinal botulism) และโรคโบทูลิสซึมที่บาดแผล (wound botulism)
สารพิษจากโบตูลินัมจะมีผลยับยั้งการทำงานที่ปลายประสาทของเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์ (presynaptic nerve terminal) โดยไปยับยั้งการปล่อยสารสื่อประสาท (Neurotransmitter) หรือไปลดการหลั่งสาร acetylcholine (ซึ่งเป็นสารสื่อประสาท) ที่ปลายประสาท ทำให้ไม่สามารถสร้างกระแสประสาทส่งต่อไปยังเซลล์ต่าง ๆ ทำให้เซลล์ต่าง ๆ ทำงานไม่ได้ ซึ่งกลไกนี่เองที่ทำให้กล้ามเนื้อในร่างกายไม่สามารถทำงานได้ (หมดแรง อ่อนล้า) จะเห็นว่าผู้ป่วยที่ได้รับพิษเข้าไปมาก ๆ จะทำให้กล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับระบบหายใจทำงานติดขัดด้วย ต้องใช้เครื่องช่วยหายใจกับผู้ป่วยเพื่อให้ผู้ป่วยสามารถหายใจได้
ทำได้โดยทำลายเซลล์และสปอร์ของเชื้อให้หมด หรือยับยั้งสปอร์ไม่ให้งอกเป็นเซลล์ ทำให้ไม่มีการเพิ่มจำนวนของเซลล์ และไม่มีการสร้างสารพิษปนเปื้อนสู่อาหาร ซึ่งในขบวนการผลิตอาหารกระป๋องสามารถป้องกันการสร้างสารพิษ ได้แก่ การให้ความร้อน การใช้ความเป็นกรด การควบคุมค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ (aw) การควบคุมโดยใช้ความเย็น
เนื่องจากเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้มักจะพบได้ทั้งในน้ำและในดิน ควรระวังในเรื่องความสะอาด สำหรับอาหารที่มีการพบเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้บ่อยครั้ง ก็คือ ในอาหารกระป๋อง ดังนั้นในการรับประทานอาหารกระป๋อง ควรนำอาหารกระป๋องออกจากกระป๋อง ใส่ภาชนะอื่น ๆ และนำมาปรุงเพื่อผ่านความร้อนฆ่าเชื้อก่อนรับประทาน ไม่ควรชิมอาการกระป๋องหลังจากเปิดกระป๋องทันที และควรหลีกเลี่ยงการกินอาหารกระป๋องที่เมื่อเปิดกระป๋องแล้วพบว่ามีฟองก๊าซ หรือมีกลิ่นเหม็นแปลก ๆ
