布魯菌為一不活動、微小的多形球狀桿菌，革蘭氏染色陰性，無芽胞形成。該菌對光、熱、常用化學(xué)消毒劑等均很敏感;日光照射10～20分鐘、濕熱60℃10～20分鐘、3%漂白粉澄清液等數(shù)分鐘即可將其殺滅。布氏桿菌在外界環(huán)境的生活力較強，在干燥土壤、皮毛和乳類制品中可生存數(shù)周至數(shù)月，在水中可生存5日至4個月。
布魯菌僅產(chǎn)生內(nèi)霉素，對實驗動物具一定毒性。
布魯菌自皮膚或粘膜進入人體后，中性多核粒細胞首先出現(xiàn)，被吞噬的牛型細菌可部分被殺死，但羊型菌不易被殺。存活的 布魯菌隨淋巴液到達到局部淋巴結(jié)。根據(jù)人體的抗病能力和侵入菌的數(shù)量及毒力，病菌或在局部被消滅，或在淋巴結(jié)中生長繁殖而形成感染灶。當病菌增殖達到相當數(shù)量后，即沖破淋巴結(jié)屏障而侵入血循環(huán)，此時可出現(xiàn)菌血癥、毒血癥等一系列癥狀。
病菌進入血循環(huán)后易在肝、脾、骨髓、淋巴結(jié)等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中形成新的感染灶，后后中網(wǎng)病菌又可多次進入血循環(huán)而導(dǎo)致復(fù)發(fā)。發(fā)熱呈波狀型(故本病又稱波狀熱)。
布魯菌主要寄生于巨噬細胞內(nèi)，與其他寄生細胞內(nèi)細菌所引起的慢性傳染病一樣，其發(fā)病機理以遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)為主。
布病的發(fā)生發(fā)展乃甚為復(fù)發(fā)，一則與菌血癥、毒血癥、變態(tài)反應(yīng)有關(guān)，二則該菌侵犯多個器官，三則抗菌藥物與抗體不易進入細胞，所以本病臨床表現(xiàn)復(fù)雜、難治。
