Il Clostridium botulinum è un batterio anaerobico (non richiede per il proprio metabolismo la presenza di ossigeno) Gram-positivo, a forma di bastoncello.
Ciascuno dei sette sierotipi di questo batterio (A, B, C, D, E, F e G) produce una forma unica di neurotossina botulinica (anch’essa designata da A a G).
I tipi A, B ed E sono comunemente coinvolti nel botulismo umano e si trovano in ambienti terrestri, ambienti marini e di acqua dolce.
La tossina botulinica A, prodotta dal ceppo ad alto rendimento Hall di Clostridium botulinum, è la forma più potente di neurotossina botulinica.