麻风分枝杆菌，简称麻风杆菌，为麻风的病原，属分枝杆菌属，呈微弯的棒状，长1～8，宽0.3～0.5，无鞭毛及芽孢。革兰染色及抗酸染色均呈阳性，常聚集成束或球状排列。麻风杆菌的形态和染色性，可在细菌死后或经治疗后发生很大变化，如形成短杆状、念珠状等。
麻风杆菌为细胞内寄生菌，但除含有低水平的超氧歧化酶和过氧化物酶外，没有其他胞内寄生菌特有的触酶。此酶能抵抗氧化和防止细菌被宿主清除。因而在组织中麻风杆菌死菌比例高，并呈多形性表现。麻风杆菌含有分枝菌酸、阿拉伯半乳聚糖和酚糖脂等主要成分。但研究证实都不是特异性的抗原成分，且无法达到完全不与其他分枝杆菌成分发生交叉反应，亦未能刺激机体产生有效的保护性抗体。
因此，麻风杆菌的血清学鉴定较为困难。我国学者证实，由1972年提出的麻风杆菌染色时的抗酸性，可被纯净新鲜的吡啶提取2h而丧失，可作为与其他分枝杆菌鉴别时的重要参考指标。麻风杆菌对外界环境有一定的耐受力。在体外干的鼻分泌物中，可存活9天。组织中的麻风杆菌，在4℃条件下可保持7～10天活力不变。
细菌适宜的生长繁殖温度为27～30℃，故主要在人体体温较低的体表皮肤、黏膜和浅表部位的外周神经生长。麻风杆菌生长极为缓慢，传代时间长达11～13天，迄今体外培养尚未成功。近年对麻风杆菌基因的研究揭示，与其他分枝杆菌相较，其基因中仅不足一半具有功能活性，而另一半以上为没有活性或称为假基因组成。
此种衰变的基因可能为麻风杆菌生长繁殖缓慢和难于培养的主要原因。自1960年成功建立了小鼠足垫感染模型，相继于1966年采用免疫抑制小鼠接种麻风杆菌成功，1971年建立了犰狳麻风感染模型，在麻风动物模型上获得重大成绩。这些动物模型虽然与人类麻风感染仍有相当差别，其达到足够增菌时间需18～24个月的较长时间，但仍为麻风杆菌的微生物学、免疫学及生化特性研究，建立了良好的基础。小鼠足垫感染模型已作为测定麻风杆菌耐药性的标准实验方法。