Возбудитель туляремии под микроскопом имеет вид очень мелких кокков или коротких палочек размером 0,3—0,5 мкм.
На обычных питательных средах возбудитель не растет. Для выращивания применяются твердая свернутая желточная среда и полужидкие среды (для изготовления живой вакцины) с гидролизатами мяса, печени или свежей рыбы. Размножается путем деления, спор не образует. Токсинобразующие свойства микроба не изучены.
Способность к выживанию во внешней среде довольно высокая, по при этом характерной и важной в эпидемиологическом отношении особенностью возбудителей туляремии является их слабая устойчивость к воздействиям повышенной температуры. Так, например, в зерне или соломе при 8—12° возбудители сохраняют свою жизнеспособность в течение 60 дней, при температуре 20—30° погибают уже через 20 дней. При воздействии сухим жаром (70°) микробы погибают через 10 мин, при кипячении они погибают моментально. В воде при 4° возбудители сохраняются более 4 мес, при 20—25° отмирают через 10—15 дней, при 60° погибают через 10 мин. Возбудители туляремии хорошо переносят повторное замораживание и оттаивание. В мороженом мясе они выживают до 3—4 мес.
В высушенном состоянии в шкурках погибших от туляремии грызунов микробы сохраняются при комнатной температуре в течение 35—45 дней. При воздействии на них прямых солнечных лучей микробы погибают через 20—30 мин. При воздействии дезинфицирующих растворов в обычных концентрациях микробы погибают через 30 мин.