结核分枝杆菌细长略弯，有时呈分枝状，大小约1～4μm×0.4μm，无芽胞、鞭毛和荚膜。在陈旧培养物中或药物治疗后可变为L型，呈丝状、球状、串珠状等多形性。在结核性脓疡和痰标本中有时可见非抗酸性革兰阳性颗粒，称莫赫（Much）颗粒，亦为L型。此颗粒在体内或经培养后可转变为典型的结核分枝杆菌。由于结核分枝杆菌细胞壁中含有大量的脂质，不易着色，一般不用革兰染色法染色。用齐—尼氏抗酸染色法（Ziehl-Neelsen acid-fast stain），以5%石炭酸复红加温染色后能抵抗3%盐酸酒精的脱色作用，结核分枝杆菌被染成红色，而其他非抗酸菌及背景则被美篮复染呈蓝色。此外，结核分枝杆菌在药物如异烟肼的影响下，亦可变为抗酸染色阴性。X1000