Туберкулез у человека вызывается в основном (92% случаев) микобактериями туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) и реже — микобактериями бычьего типа (Mycobacterium bovis). Резервуаром Mycobacterium tuberculosis является человек, Mycobacterium bovis — животные. Возможна передача микобактерии бычьего типа от человека человеку.
Микобактерии туберкулеза имеют форму тонких прямых или слегка изогнутых неспоро-образующих палочек. Тела палочек гомогенные или зернистые с невыпукло закругленными концами длиной 1 —10 мкм, шириной 0,2—0,6 мкм. Микобактерии туберкулеза являются облигатными аэробами, факультативными внутриклеточными паразитами. Размножаются сравнительно медленно — одно деление за 12—20 ч. На плотных питательных средах (in vitro) рост микобактерии наблюдается в виде морщинистого или суховатого чешуйчатого налета.
Значительным изменениям подвержены как морфологические и тинкториальные, так и антигенные, вирулентные и другие свойства микобактерии туберкулеза. Благодаря такой изменчивости возбудитель выживает в организме человека и длительно, иногда на протяжении всей жизни, персистирует в нем.