根瘤菌属拉丁学名(Rhizobium Frank，1889) 杆状，0.5～0.9μm×1.2～6.0μm。在不利条件下通常多形态。一般含有聚-β-羟基丁酸盐颗粒。以一根极毛或亚极毛或2～6根周毛运动。少数菌株有纤毛。
根瘤菌的细菌在酵母膏、甘露醇、无机盐琼脂上生长快，3～5天的菌落直径可达2～4毫米；在含碳水化合物的培养基上产酸。慢生根瘤菌属的细菌却与之相反，菌落生长甚慢，5～7天其直径还不足1毫米，在含碳水化合物的培养基上不产酸，反而呈碱性。 好氧，以氧为末端电子受体的严格呼吸型。在氧压低于1.0Kpa下生长良好。最适温度25～30℃，最适 pH6.0～7.0。菌落呈圆形，凸起，半透明和有粘液，在酵母膏-甘露醇-无机盐琼脂上3～7天后直径为2～4mm。
在 2～3天的老龄培养液浊度增加。化能异养菌，利用各种碳水化合物和有机酸的盐类作为碳源，但没有气体产生。不利用纤维素和淀粉。从甘露醇和其他糖类产酸。在含糖培养基上的生长物常伴有丰富的胞外粘液。铵盐、**盐和多数氨基酸类可作为氮源。有的菌株能以含无维生素的酪素无机盐培养基上生长，利用蛋白胨能力差，不水解酪素和琼脂。有的菌株需要生物素或其他水溶性维生素。不产 3-酮基糖苷类。菌能侵入温带豆科植物的根毛和促进根瘤生成，瘤内的细菌出现胞内共生。
所有菌株显示寄主的亲和性(寄主专化性)。根瘤中细菌以多形态(类菌体)出现，它们通常固定大气氮到结合状态氮(氨)，为寄主植物所利用。