綠膿桿菌有菌體o抗原和鞭毛h抗原。一是o抗原含有內毒素和原內毒素蛋白質兩種成份。原內毒素蛋白質是一種高分子、低毒性，免疫原性強的保護性抗原，不僅存在于不同血清型綠膿桿菌中，而且廣泛存在于假單胞菌屬的其他細菌以及肺炎桿菌、大腸桿菌、霍亂弧菌等g-細菌中，是一種良好的交叉保護抗原。二是脂多糖，與特異性有密切關系。
綠膿桿菌能產生多種與毒力有關的物質，如內毒素、外毒素a、彈性蛋白酶、膠原酶、胰肽酶等，其中以外毒素a最為重要。綠膿桿菌外毒素a為一種熱不穩定的單鏈多肽，分子量約66，000，經甲醛或戊二醛處理可脫毒為類毒素，并被特異性抗毒素中和。毒性強，注入動物后，主要靶器官肝臟可出現細胞腫脹、脂肪變性及壞死；其他臟器病變有肺出血和腎臟壞死。外毒素a機理與白喉毒素有些類似，即最終使核糖體上延長因子2（ef～2）失活，抑制宿主細胞的蛋白質合成，但具體過程不同。此外，外毒素a和白喉毒素在蛋白質結構、免疫原性、鞭細胞和敏感動物等方面均有差異。
綠膿桿菌感染可發生在人體任何部位和組織、常見于燒傷或創傷部位、中耳、角膜、尿道和呼吸道。也可引起心內膜炎、胃腸炎、膿胸甚至敗血癥。患者感染后可產生特異性抗體，有一定的抗感染作用。應用抗綠膿桿菌免疫力血清可降低病人繼發敗血癥的發生率和病死率。
標本可取創面滲出物、膿汁、尿、血等。分離培養，根據菌落特征、色素以及生化反應予以鑒定。必要時可用血清學試驗確診。
部分人群體內綠膿桿菌滋生會使尿液呈綠色。