自然界中细菌的种类繁多，有的细菌有芽孢，如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌及芽孢八叠球菌，有的细菌没有芽孢。细菌的芽孢，是细菌生长到后期，在菌体内形成的一种休眠体，不是细菌的繁殖方式，而是某些细菌所具有的遗传性。

芽孢成圆形、椭圆形或圆柱形，其大小和在菌体内的位置因菌种而异。芽孢杆菌的芽孢大多位于菌体中央，一般不大于菌体宽度；梭状芽孢杆菌的芽孢则多数位于菌体偏端或顶端、通常大于菌体宽度。

成熟的芽孢具有多层结构：

①芽孢的最外层是孢外壁，质量占芽孢干重的2%-10%，分内外两层，厚约25nm，透性差，主要成分是脂蛋白，含有少量氨基糖。

②芽胞壁较厚，染色时不易着色，需用强染色剂（如孔雀绿等）和加热进行染色；

③芽孢衣，厚约3nm，层数较多（3-15层），主要含有疏水性的角蛋白，占芽孢总蛋白的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，对多价阳离子的透性差，对溶菌酶、蛋白酶和表面活性剂有很强看抗性。

④皮层较厚，体积较大，占芽孢总体积的36%-60%，内含特有的芽孢肽聚糖，还有吡啶二羧酸的钙盐，具有较强的抗热性，不含磷壁酸，渗透压很高，含水量约70%，而芽孢平均含水量只有40%。

⑤芽孢的核心又称芽孢的原生质体，由芽孢壁、芽孢膜、芽孢质和芽孢核区组成，内含核糖体和DNA，含水量极低。

芽孢的上述独特结构使其抗热性极强，抗辐射、抗紫外线、抗干燥、抗化学物质、抗静水压的能力也很强。