大腸埃希氏桿菌(E.coli)是中等大小(0.4～O.7µm×2～3µm )、兩端鈍圓的桿菌，散在或成對，不產生芽孢，約50%的細菌具有周身鞭毛，能運動，部分菌株有莢膜，革蘭氏染色陰性。大腸桿菌為需氧或兼性厭氧菌，最適生長溫度為37℃，最適pH為7.2～7.4。
在普通培養基上生長良好，長出隆起、光滑、濕潤的乳白色圓形菌落；在麥康凱和遠藤氏培養基上形成紅色菌落；在伊紅美藍瓊脂上形成帶金屬光澤的黑色菌落。在SS瓊脂培養基上生長不良或不生長。
致仔豬黃痢或水腫病菌株在綿羊血液瓊脂培養基上呈β溶血。
所有的菌株能迅速分解包括葡萄糖、乳糖等多種碳水化合物，產酸產氣。還原硝酸鹽，產生靛基質，不產生硫化氫。MR試驗陽性，VP試驗陰性，不液化明膠，不分解尿素，不利用檸檬酸鹽。某些血清型大腸桿菌還有其特殊的生化反應。
大腸桿菌的抗原結構和血清型較為復雜，根據菌體抗原(O)、鞭毛抗原(H)及莢膜抗原(K)的不同，構成不同的血清型?，F已知O抗原有173種，H抗原64種，K抗原103種。血清型用O:K:H表示，如08:K25:H9，08:K88，0166:H27等。
近些年，菌毛抗原也用于血清型鑒定，最常見的血清型K88、K99、987P，現分別命名為F4、F5、F6。在引起人和動物腸道疾病的血清型中，有腸致病性大腸桿菌、腸產毒素大腸桿菌、腸侵襲性大腸桿菌、腸出血性大腸桿菌。O157:H為近年來新發現的腸出血性大腸桿菌。
根據大腸桿菌對人畜致病性不同，分為：
①腸產毒素大腸桿菌，借助于菌毛的附著因子，黏附于小腸黏膜表面生長繁殖，產生耐熱和不耐熱腸毒素，引起腸炎和腹瀉；
②腸致病性大腸桿菌，不產生腸毒素，是引起嬰兒腹瀉的病原，病原黏附在小腸腸壁細胞表面引起腹瀉；
③侵襲性大腸桿菌，不產生腸毒素，能侵襲大腸上皮細胞，引起炎癥和潰瘍，發生腹瀉和血便。
④腸出血性大腸桿菌，是近年新發現的大腸桿菌，主要引起人出血性血便，其主型為O157:H7。 imuyi.com
大腸桿菌廣泛存在于自然界，在潮濕、陰暗溫暖環境中，能存活1個月；在寒冷干燥環境中存活時間更長；在水和土壤中可存活數月之久。
60℃加熱15min可殺死，獸醫實際中常用的消毒藥液和常用濃度作用下，短時間可被殺死。
