Phần lớn xạ khuẩn là tế bào Gram dương, hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo dạng sợi phân nhánh (khuẩn ti). Trong số 8000 chất khoáng sinh hiện đã được biết đến trên thế giới thì trên 80% là do xạ khuẩn sinh ra. Xạ khuẩn còn được dùng để sản xuất nhiều loại enzim, một số vitamin và axit hữu cơ. Một số ít xạ khuẩn kỵ khí hoặc vi hiếu khí có thể gây ra các bệnh cho người, cho động vật và cho cây trồng. Một số xạ khuẩn (thuộc chi Frankia) có thể tạo nốt sần trên rễ một số cây không thuộc họ đậu và có khả năng cố định nitơ.
Hệ sợi của xạ khuẩn chia ra thành khuẩn ti cơ chất và khuẩn ti khí sinh.
Đường kính khuẩn ti xạ khuẩn thay đổi trong khoảng 0,2 ¸ 1,0 mm đến 2 ¸ 3 mm. Đa số xạ khuẩn có khuẩn ti không có vách ngăn và không tự đứt đoạn. Màu sắc của khuẩn ti của xạ khuẩn hết sức phong phú. Có thể có các màu trắng, vàng, da cam, đỏ , lục, lam, tím, nâu, đen...
Khuẩn ti cơ chất phát triển một thời gian thì dài ra trong không khí thành những khuẩn ti khí sinh.
ADNresemeripmcwcp
Hình minh họa. Cấu trúc khuẩn ti ở xạ khuẩn:
cp- Tế bào chất; pm- Màng tế bào chât; cw- Thành tế bào; me- Mezoxom; se- Vách ngăn; ri- Riboxom; re: Chất dự trữ
Sau một thời gian phát triển, trên đỉnh khuẩn ti khí sinh sẽ xuất hiện các sợi bào tử. Sợi bào tử có thể có nhiều loại hình dạng khác nhau: thẳng, lượn sóng, xoắn, mọc đơn, mọc vòng...Một số xạ khuẩn có sinh nang bào tử bên trong có chứa các bào tử nang.
Khuẩn lạc của xạ khuẩn rất đặc biệt, nó không trơn ướt như ở vi khuẩn hoặc nấm men mà thường có dạng thô ráp, dạng phấn, không trong suốt, có các nếp toả ra theo hình phóng xạ , vì vậy mới có tên xạ khuẩn.
PGS.TSKH Lê Văn Hoàng