为革兰阳性非抗酸性的丝状杆菌。菌丝细长无隔，直径0.5～0.8 μm，有分枝。菌丝在24 h后开始断裂成链球状或链杆状，很像类白喉杆菌。

在患者病灶组织和脓性分泌物中可找到肉眼可见的黄色小颗粒，称为硫黄样颗粒，是放线菌在组织中形成的菌落。将此颗粒压片或制成组织切片，镜检可见菌丝向四周放射状排列，呈菊花状，故名放线菌。颗粒中心革兰染色呈阳性，由交织的菌丝组成。周围长丝末端大部分呈阴性。

培养较困难，厌氧或微需氧。

衣氏放线菌存在于正常人的口腔、齿垢、齿龈周围、扁桃体和咽等部位，属正常菌群。一般不引起人间传播，只在机体抵抗力降低或拔牙、口腔黏膜受损时引起内源性感染，导致软组织的慢性或亚急性肉芽肿性炎症。组织肿胀伴有纤维化与疤痕形成，并常伴有瘘管形成，可排出硫黄样颗粒，是为其特征，称为放线菌病。

根据感染途径及涉及的器官，临床分为颈面部感染、胸部感染、腹部感染、盆腔感染及中枢神经系统感染等。最常见的为颈面部感染。胸部感染常有吸入史，也可由颈面部感染通过血行传播。腹部感染常由于肠或腹壁外伤或阑尾穿孔。盆腔感染多继发于腹部感染，也可由于宫内避孕引起。中枢神经系统感染通常继发于其他病灶。

有人认为，放线菌与龋齿和牙周炎有关。