Ảnh hiển vi Clostridium botulinum nhuộm tím Gentian.

Clostridium botulinum là một vi khuẩn sản sinh độc tố nguy hiểm gọi là độc tố botulinum (BoNT) trong điều kiện thiếu oxy. Vi khuẩn này có hình que, thẳng hoặc hơi cong, dài và ngang lần lượt 3–22 μm và 0,2–0,6 μm. Đây là vi khuẩn kỵ khí, Gram dương, catalase âm, sinh bào tử chủ yếu ở gần một đầu và hiếm khi ở giữa. Bào tử của C. botulinum kháng được nhiệt, khô, tia cực tím, cồn. Chúng có thể tồn tại trong môi trường khô hàng thập kỷ và sống sót vài tiếng với nhiệt độ 100 °C.

C. botulinum thuộc chi Clostridium, một chi vi khuẩn quan trọng bao gồm những tác nhân gây bệnh đáng kể ở người và động vật khác như C. difficile, C. perfringens, C. tetani. C. botulinum có thể được phân thành bốn nhóm I đến IV, trong đó I và II là hai nhóm chính gây bệnh cho người, gọi là botulism hay ngộ độc thịt. Bệnh này xảy ra đa phần do vi khuẩn sinh sôi và tiết độc tố trong thực phẩm trước khi con người ăn phải, dù vậy còn những kiểu nhiễm bệnh hiếm gặp khác như bào tử xâm nhập ruột trẻ sơ sinh, qua vết thương, hay hít phải độc tố. Ước tính chỉ 0,1–1 μg BoNT là đủ để giết một người và liều tử vong cho hầu hết động vật là 1 ng/kg trọng lượng cơ thể, khiến đây là độc tố mạnh nhất được biết.

C. botulinum tồn tại khắp nơi ngoài môi trường, do đó nhiều nguyên liệu thực phẩm thô dễ mang bào tử. Tuy nhiên để vi khuẩn sinh sôi và sinh độc đòi hỏi nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH, hàm lượng oxy, sự hiện diện của chất bảo quản, hệ vi sinh cạnh tranh. Trong thực phẩm, nhìn chung bào tử C. botulinum cần điều kiện phi acid (pH ≥ 4,6), hàm lượng oxy, đường, muối thấp để vận động. Sau đó, vì độc tố bị phá hủy bởi nhiệt độ 85 °C hoặc hơn trong 5 phút trở lên, thực phẩm cần không được đun nóng thỏa đáng trước khi ăn mới gây bệnh. Bởi vậy, ngộ độc botulinum thường xảy ra với thực phẩm bảo quản kém, chế biến không phù hợp, thực phẩm đóng hộp hoặc đóng chai tại nhà.

Emile van Ermengem, nhà vi sinh người Bỉ, là người khám phá ra vi khuẩn trong một đợt bệnh ở làng Ellezelles, Bỉ vào năm 1895. Sau khi khám nghiệm thức ăn và nạn nhân, van Ermengem đã phân lập được vi sinh vật gây bệnh mà ông đặt tên là Bacillus botulinus, sau đổi thành Clostridium botulinum. Từ chất độc thực phẩm ban đầu, qua thời gian con người đã tìm ra nhiều lợi ích của độc tố botulinum, dùng nó làm dược phẩm đa năng chữa các chứng bệnh về mắt, thần kinh, da liễu. Độc tố botulinum A hay Botox còn là công cụ làm đẹp cho dân số lão hóa được nhiều người biết đến. Những đặc tính của BoNT khiến C. botulinum là một trong những vi khuẩn tiếng tăm nhất lịch sử y học.