放线菌是介于细菌和真菌之间的一类微生物。在细胞结构与生理特性上与细菌有许多相似之处，属单细胞原核生物。

放线菌具有良好的菌丝体，菌丝大多无横隔，菌丝横径为0.2～1.2µm与细菌宽度相近。在固体培养基中，伸入在培养基内的菌丝，称基内菌丝（营养菌丝），随种不同可产生不同颜色，有的还可分泌色素至培养基中。基内菌丝发育至一定时，即长出培养基外伸向空间的菌丝称气生菌丝。气生菌丝较基内菌丝为粗，形成直立或弯曲的分枝，有的产生色素。气生菌丝发育到一定阶段，其上部分分化出可形成孢子的菌丝即孢子丝。孢子丝的形状以及在气生菌丝上的排列方式随种类不同而异，有直形、波浪形、螺旋形（螺旋有松紧和大小及左旋和右旋之分），当孢子丝成熟时即形成孢子，孢子形成有两种方式：凝聚分裂和横隔分裂：前者菌丝内的原生质从顶端向基部渐次围绕着核区分段浓缩，成为大小相近的小段，各小段逐渐凝聚成圆形或椭圆形，各自形成新的孢子壁，原来的细胞壁溶解破裂释放出孢子；后者在菌丝中产生横隔，从横隔处断开形成孢子。放线菌的孢子形成，主要是凝聚分裂。

放线菌的孢子具有不同形状和颜色，孢子有球形、椭圆形、杆状、瓜子形、柱形和梭形等。孢子的表面有光滑，带疣、带刺或成毛发状等。孢子的颜色有白、黄、淡灰黄、橙黄、红、蓝、绿、淡紫等颜色。孢子的大小同细菌相近。孢子的特征是菌种鉴定的重要依据。放线菌的菌丝、孢子丝形态见图2-7。

在固体琼脂上，放线菌菌落由菌丝体组成，其菌丝纤细、生长缓慢、菌丝分枝交错，故形成的菌落较小、质地致密、干燥、多皱。菌落成熟后可明显见到表面呈颗粒状或粉末状，并具有各种颜色。由于菌丝伸入培养基，并与培养基结合较紧，其边缘往往可见凹陷。用接种针不易挑起，欲挑起时，常连同整个菌落一并挑出而不致破裂。幼龄菌落因气生菌丝尚未分化成孢子丝，其菌落外表与细菌菌落有些相似，当形成大量孢子布满菌落表面后，就呈细绒状、粉状或颗粒状的典型菌落。由于菌丝体与孢子常具色泽，故使菌落正面、背面呈现不同颜色，这些特点不难与真菌菌落、细菌菌落相区别。