病理检查形态学上无特殊变化。局部伤口有炎变及坏死,通常是由杂菌引起。脊髓与延髓的运动神经细胞有水肿、核肿大及溶解现象。有些病例有脑水肿或因剧烈抽搐引起的肌肉出血、撕裂及椎体压缩性骨折。
破伤风杆菌为革兰氏阳性厌氧芽胞杆菌,长2~5微米,宽0.3~0.5微米。在培养基中增殖的破伤风杆菌周围有鞭毛,能运动。不形成荚膜。经过24~48小时之后,菌体的一端形成鼓槌状芽胞。菌体易被杀灭,而芽胞的抵抗力强,在100℃蒸气中1小时或在5%石炭酸中10~12小时尚能存活,但高压蒸气(120℃)10分钟即能杀灭。破伤风杆菌在无氧环境中1~2日即迅速孳生,运动甚快,能产生外毒素,遇不利环境形成芽胞时活动停止;若增加培养基内氧压,使其习惯于有氧环境,则失去毒力而不致病。破伤风杆菌在自然界中分布广泛。家畜家禽(如马、牛、羊、猪、鸡等)及鼠粪和带菌人群的粪便中都含有破伤风杆菌。尘埃、土壤中也存在破伤风杆菌。