大小為0.5-0.7μmx2-3μm，無莢膜，無鞭毛，不形成芽胞，某些菌株有菌毛。在選擇培養基上形成較小的半透明無色菌落。本屬菌生化反應能力較其他腸道桿菌為弱。分解葡萄糖一般不產氣。不分解尿素，不形成硫化氫，不能利用枸櫞酸鹽作為碳源。多數志賀菌不分解乳糖，但宋內志賀菌能遲緩發酵乳糖。
本屬菌有O抗原和K抗原，無H抗原。O抗原是分類的依據，K抗原可阻止O抗原與相應O抗體發生凝集，加熱后可消除此種阻抑作用。根據志賀菌O抗原構造的不同，可分為四群、39個血清型。我國以福氏痢疾桿菌多見，其次是宋內痢疾桿菌。