生化反應很活潑，能分解多種糖類和醇。
培養特性
1）需氧及兼性厭氧菌。
2）在普通瓊脂培養基上生長良好，培養24h后，形成中等大小、圓形、表面光滑、無色半透明、邊緣整齊的菌落，其菌落特征亦與大腸桿菌相似（無糞臭味）。
3）鑒別培養基（麥康凱、SS、伊紅美藍）：一般無色菌落。
4）三糖鐵瓊脂斜面：斜面為紅色，底部變黑并產氣 。
生化特性
1）發酵葡萄糖，麥芽糖，甘露醇和山梨醇產氣；
2）不發酵乳糖、蔗糖和側金盞花醇；
3）不產吲哚、V-P反應陰性；
4）不水解尿素和對苯丙氨酸不脫氨。
傷寒沙門氏菌、雞傷寒沙門氏菌及一部分雞白痢沙門氏菌發酵糖不產氣，大多數雞白痢沙門氏菌不發酵麥芽糖；除雞白痢沙門氏菌、豬傷寒沙門氏菌、甲型副傷寒沙門氏菌、傷寒沙門氏菌和仙臺沙門氏菌等外，均能利用枸櫞酸鹽。
血清學特性
沙門氏菌具有復雜的抗原結構，一般沙門氏菌具有菌體(O)抗原、鞭毛(H)抗原和表面抗原(莢膜或包膜抗原)三種抗原。