組成細菌鞭毛亞單位的蛋白質單位。分子量約40 000。中性pH值可發生亞單位的自發重聚合。在溴化氰處理下，可產生A(分子量18 000)，B(分子量12 000)，C(分子量5500)和D(分子量18 000)4個片段，片段A含有鞭毛蛋白質及聚合顆粒中的所有抗原決定簇。
在沙門氏菌的一些種中，鞭毛蛋白所含賴氨酸，約有半數在ε位被甲基化。鞭毛纖維是通過鞭毛蛋白分子卷成圓筒狀聚合而成。聚合反應是通過疏水鍵進行的，此時分子的形態發生了變化。而且由于形態發生改變的分子只在分子的一端與另一分子形成鍵，所以纖維只朝一個方向延長。用強酸處理或在60℃左右加熱，鞭毛纖維即解離成鞭毛蛋白。把解離的分子放在適當離子強度的鹽溶液中，使成過飽和狀態時，則鞭毛蛋白會自動聚合而能再組成鞭毛纖維。鞭毛纖維成特殊的螺旋形，是由鞭毛蛋白的立體結構及其排列方式所決定的。通過誘變使鞭毛蛋白的氨基酸組成發生改變，可以得到同螺旋型鞭毛的細菌。