自然界中細菌的種類繁多，有的細菌有芽孢，如芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌及芽孢八疊球菌，有的細菌沒有芽孢。細菌的芽孢，是細菌生長到后期，在菌體內(nèi)形成的一種休眠體，不是細菌的繁殖方式，而是某些細菌所具有的遺傳性。
芽孢成圓形、橢圓形或圓柱形，其大小和在菌體內(nèi)的位置因菌種而異。芽孢桿菌的芽孢大多位于菌體中央，一般不大于菌體寬度；梭狀芽孢桿菌的芽孢則多數(shù)位于菌體偏端或頂端、通常大于菌體寬度。
成熟的芽孢具有多層結(jié)構(gòu)：
①芽孢的最外層是孢外壁，質(zhì)量占芽孢干重的2%-10%，分內(nèi)外兩層，厚約25nm，透性差，主要成分是脂蛋白，含有少量氨基糖。
②芽胞壁較厚，染色時不易著色，需用強染色劑（如孔雀綠等）和加熱進行染色；
③芽孢衣，厚約3nm，層數(shù)較多（3-15層），主要含有疏水性的角蛋白，占芽孢總蛋白的50%-80%，其中半胱氨酸和疏水氨基酸含量很高。芽孢衣非常致密，對多價陽離子的透性差，對溶菌酶、蛋白酶和表面活性劑有很強看抗性。
④皮層較厚，體積較大，占芽孢總體積的36%-60%，內(nèi)含特有的芽孢肽聚糖，還有吡啶二羧酸的鈣鹽，具有較強的抗熱性，不含磷壁酸，滲透壓很高，含水量約70%，而芽孢平均含水量只有40%。
⑤芽孢的核心又稱芽孢的原生質(zhì)體，由芽孢壁、芽孢膜、芽孢質(zhì)和芽孢核區(qū)組成，內(nèi)含核糖體和DNA，含水量極低。
芽孢的上述獨特結(jié)構(gòu)使其抗熱性極強，抗輻射、抗紫外線、抗干燥、抗化學(xué)物質(zhì)、抗靜水壓的能力也很強。