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 đủ trước khi ăn thì vi khuẩn mới gây nên bệnh.