具有极生鞭毛的革兰阴性杆菌，直杆状或稍弯曲，0.5～1.0μm×1.5～5.0μm。许多菌种体内积累多聚-β-羟基丁酸作为碳的储藏物质，靠一根或几根极生鞭毛运动，能产生水溶性色素，主要是荧光素和绿脓菌素。

化能有机营养型，能利用多种有机化合物作为碳源和能源，不需要有机的生长因子。有些菌种是兼性化能无机营养型，可利用H₂和CO作为能源。好气菌，有氧呼吸，以氧作为末端的电子受体。在厌气环境中，硝酸盐可作为代替的电子受体。多数菌种在酸性条件下（pH4.5）不能生长。

广泛分布在自然界。有些菌种使人类、动物和植物致病。有些嗜冷菌种常造成冷藏食品腐败和冷藏血浆的污染。这类细菌具有分解多种有机化合物的能力，能分解杀虫剂、除莠剂和石油废水等，所以在污水处理、消除环境污染方面起重要作用。

假单胞菌属大而庞杂，种类繁多。荧光假单胞菌（P.fluorescens）是产生荧光色素的代表菌种，通常与食物的腐败有关，常从临床样品中分离到，在缺铁素的培养基上产生可扩散的荧光色素。铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）通常与人的泌尿道感染有关，也能引起全身性感染，常见于大面积皮肤烧伤患者。这个种的多数菌株能产生蓝绿色的绿脓菌素，也称绿脓杆菌。有些假单胞菌对植物有致病性，可引起徒长、软腐、枯萎等症状。重要的植物病原菌是青枯病假单胞菌（P.solanacearum），它有极其广泛的寄主范围，能引起许多属植物如马铃薯、番茄、烟草和花生等的枯萎病。在假单胞菌种中，最严重的动物致病菌是鼻疽假单胞菌和类鼻疽假单胞菌，许多温血动物对这两种病菌都很敏感，人亦能感染。