Analiza filogenetyczna ich sekwencji 16S rRNA wskazuje na większe podobiństwo do bakterii G+ niż G−. Nowsze klasyfikacje taksonomiczne podważyły jednak takie przypisanie, ze wzglądu na znaczną odległość ewolucyjną M. tuberculosis od bakterii G+. Ponadto analiza sekwencji całego genomu wskazuje na większe podobiństwo do bakterii G− niż G+.
Nukleoid prątka tworzy kolista cząsteczka DNA.
Prątki dzielą się wolno średnio co 1 5–20 godzin, co warunkuje długi czas potrzebny do uzyskania hodowli ( 4–6 tygodni). Rozwijają się wewnątrzkomórkowo, a w wyniku ich działania powstają charakterystyczne odczynowe zmiany ziarniniakowate nazywane gruzełkami (stąd nazwa gruźlica).
Są drobnoustrojami opornymi na wiele czynników środowiskowych takie jak: wysuszenie, podwyższona i niska temperatura, wysokie i niskie pH.
Wśród prątków wyróżnia się prątki gruźlicze, prątki atypowe oraz prątki środowiskowe. Prątki należące do grupy MAIC (Mycobacterium Avium Intracellulare Complex) wykazują naturalną lekooporność. Występują także liczne gatunki saprofityczne, takie jak Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium vacce.
Genom prątka gruźlicy W 1998 roku ogłoszono zsekwencjonowanie genomu szczepu H37Rv Mycobacterium tuberculosis. Zawiera on 4 mln par zasad oraz 3959 genów.