放线菌为革兰氏阳性细菌，细胞核无核膜包被，细胞DNA的G + C mol %含量高 （>50 %）。多数菌生长较缓慢，产生可深入培养基内的营养菌丝和生长在表面的气生菌丝，并形成无性孢子。由于孢子、气生菌丝和营养菌丝颜色不同，常使菌落正反面呈不同颜色。放线菌的菌落形态多干燥致密，不易被跳起。