棒狀菌群的1屬革蘭氏染色陽性桿菌。因其成員的一端或兩端膨大呈棒狀而得名。多形態，排列不規則，常呈柵欄狀或V字狀等；染色不均勻，兩端有著色較深的異染顆粒。無芽孢，大多數菌株無動力。需氧或兼性厭氧，營養要求特殊，DNA中的G＋C克分子含量為52～68％。胞壁多糖主要是阿拉伯糖和半乳糖。與分枝桿菌屬、奴卡氏菌屬和放線菌屬相似，有交叉反應。分類學上認為本屬與放線菌屬關系尤為密切。可分為3類：①人類及動物寄人或病原性棒狀桿菌；②植物病原性棒狀桿菌；③非病原性棒狀桿菌。
白喉棒狀桿菌 又名KLB，是人類白喉的病原菌。菌體大小（0.3～0.8）×（1～8）微米，異染顆粒明顯，無動力，適溫為37℃，普通培養基上能生長，但形態不典型，于呂弗勒凝固血清或雞蛋培養基上迅速生長，且菌形典型，異染顆粒明顯。在含有0.04％亞碲酸鉀血瓊脂培養基上，白喉棒狀桿菌菌落呈黑色。根據在亞碲酸鉀培養基上菌落的特點和生化反應特性分為重型、輕型和中間型，3型的產毒株對人類均有致病作用。對熱或常用消毒劑敏感，對干燥、寒冷和日光的抵抗力較一般無芽孢細菌強，在兒童玩具和生活用品上留存數日后，仍具有傳染性。
致病物質主要是外毒素，只有攜帶β棒狀噬菌體的菌株才產生外毒素，病菌通常在咽喉部粘膜上生長繁殖并分泌外毒素，可引起局部炎癥，形成灰白色假膜。外毒素入血后引起全身中毒癥狀，干擾宿主易感細胞的蛋白質合成，常損害心肌與外周神經等。病后因機體產生抗毒素抗體而有堅強免疫力。患者可用白喉抗毒素和青霉素等治療。
還有一些生物學特性與白喉桿菌類似的細菌，稱為類白喉棒狀桿菌。常存在于人類或動物的鼻腔、咽喉、外耳道、眼結膜、外陰中以及皮膚的表面。多數對人類不致病，其中一些可能是條件致病菌。還有一些對動物致病。
致家畜疾病的棒狀桿菌均無運動性，大多引起化膿性疾病。疾病的發生常與創傷或動物的免疫力低下有關