霍亂弧菌分為兩個生物型，一個中古典生物型即霍亂的病原體，另一個是愛爾。托生物型即副霍亂的病原體。這兩個生物型除某些生物學特征有所不同外，在形態學及血清學性狀方面幾乎相同，霍亂弧菌為革蘭氏染色陰性，對干燥、日光、熱、酸及一般消毒劑均敏感。霍亂弧菌產生致病性的是內毒素及外毒素，正常胃酸可殺死弧菌，當胃酸暫時低下時或入侵病毒菌數量增多時，未被胃酸殺死的弧菌就時入小腸，在堿性腸液內迅速繁殖，并產生大量強烈的外毒素。這種外毒素具有ADP-核糖轉移酶活性，進入細胞催化胞內的NAD+的ADP核糖基共價結合亞基上后，會使這種亞基不能將自身結合的GTP水解為GDP，從而使這種亞基處于持續活化狀態，不斷激活腺苷酸環化酶，致使小腸上皮細胞中的cAMP水平增高，導致細胞大量鈉離子和水持續外流。這種外毒素對小腸粘膜的作用引起腸液的大量分泌，其分泌量很大，超過腸管再吸收的能力，在臨床上出現劇烈瀉吐，嚴重脫水，致使血漿容量明顯減少，體內鹽分缺乏，血液濃縮，出現周圍循環衰竭。由于劇烈瀉吐，電解質丟失、缺鉀缺鈉、肌肉痙攣、酸中毒等甚至發生休克及急性腎功衰竭。