土壤杆菌屬屬於好氧或兼性厭氧非發酵革蘭氏陰性杆菌。
土壤杆菌呈杆狀，大小為1.5-0.3μm X 0.6-1.0μm,單個成對排列。不形成芽孢。革蘭氏陰性。以1～6根周毛運動。嚴格好氧，以分子氧為末端電子受體。一些菌株可在有硝酸鹽的環境中進行厭氧呼吸。大多數菌株可在低氧壓的植物組織中生長，適溫度為25～28°C，菌落通常凸起，全緣光滑，無色素至淺灰黃色。在碳水化合物培養基上常產生豐富的胞外多糖粘液。接觸酶陽性，通常氧化酶和尿素酶都是陽性。根癌土壤杆菌和放射形土壤杆菌的大部分菌株產生3-酮基乳糖。有機化能營養。可廣泛利用碳水化合物、有機酸鹽和氨基酸作為碳源，但不能利用纖維素、澱粉、瓊脂糖、半乳糖及其他糖類。對一些種和變種的菌株，銨鹽和硝酸鹽能作為氮源。其他的種除了需要氨基酸外，還需加入生長素。除放射杆菌外，其餘的種可經傷口侵入許多雙子葉植物及裸子植物的根冠、根和莖，導致植物細胞的自發增生而成為腫瘤細胞。所致的植物疾病是共知的，如根癌、毛根和莖癭。有的菌株有較寬的宿主譜，而其他的（例如從葡萄樹分離的）寄主範圍很窄。腫瘤有自我繁殖性並可移植。由土壤杆菌屬引起的腫瘤與菌細胞內的腫瘤誘導質粒（Ti質粒）有關。土壤杆菌棲息於土壤。致腫瘤株主要產生於被病植物汙染的土壤中，有的不致腫瘤的土壤杆菌菌株已從臨床標本中分離到。DNA 的G+C mol％為57。
模式種：根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefacines) 。
土壤杆菌屬的各種鑒別特征見表4-16。相近屬的鑒別見表4-14。
